通过不同神经递质由单个神经元调控进食决策

一个脑细胞如何决定是否进食

每次动物尝到某种物质时，都必须迅速在吞咽和吐出之间做出选择。本文探讨了果蝇这一日常决策中的一个令人意外的变化：一对单独的脑细胞可根据激活强度同时告诉动物“吃吧”和“别吃，这有害”。理解单个神经元如何驱动如此相反的行为，有助于揭示大脑如何用极为紧凑的电路简化复杂选择。

尝到好与坏

果蝇与人类类似，通过口器、足和咽部的味觉受体细胞区分富含能量的甜味和可能有毒的苦味。这些细胞将信息传入称为下咽区的脑区，负责协调摄食动作。通常，专门的甜味感受细胞促进进食，而苦味感受细胞触发拒绝反应。但对许多动物的记录显示，在味觉通路更深处，有些神经元对甜和苦都有反应。如何将这种混合信号转化为明确决策，一直是个长期的谜题。

一对特殊的决策神经元

作者集中研究了果蝇脑中一对微小且先前不明的产生白细胞激肽（leucokinin）的神经元。通过遗传追踪、电子显微镜和活动成像，他们表明这些被称为SELK的细胞位于甜味和苦味受体细胞的直接下游。SELK从多个身体部位收集味觉信息，对两种味觉均有激活，且苦味通常引发比甜味更强的活动。这使得SELK成为对立味觉信息会合并需被解读为单一行为选择的关键枢纽。

同一细胞的两种化学讯息

值得注意的是，SELK向大脑其他部分发送两种截然不同的化学信号。当SELK被强烈激活——例如由苦味引发时——它们储存的白细胞激肽会被释放。基因学上阻断白细胞激肽或防止其从SELK释放，会使果蝇失去对苦味食物的正常回避行为，即使该食物在实验上被标记为令人不悦。相反，用光激活SELK就足以让果蝇回避原本有吸引力的糖溶液，但前提是白细胞激肽存在。这些实验证明，强烈的SELK活动及白细胞激肽的释放促使动物拒食。

来自更快信号的进食帮助

同一组神经元还产生乙酰胆碱，这是一种快速起效的化学递质。研究团队发现，SELK是果蝇大脑中唯一同时使用乙酰胆碱的白细胞激肽细胞。当他们专门在SELK中阻断乙酰胆碱产生时，果蝇的吮吸次数减少，伸出口器（用于饮食的吸管状器官）的反应也变弱。相比之下，去除白细胞激肽并不影响这种促进进食的作用。低水平的SELK激活似乎主要从小而易触发的囊泡释放乙酰胆碱，而更高的活动则额外从较大且不易清空的储备释放白细胞激肽。在下游，一对昵称为“护符”（Amulet）的投射神经元接受来自SELK的乙酰胆碱输入，并在被激活时同样促进进食，将SELK与驱动摄食的运动回路连接起来。

在“吃”和“不吃”之间切换

为检验仅凭活动强度是否足以翻转SELK的输出，研究者使用了分级光刺激。弱激活SELK使果蝇偏好触发SELK的食物，这与乙酰胆碱驱动的进食促进以及几乎无白细胞激肽释放相符。更强的激活则逆转该行为：果蝇回避与SELK相关联的食物，且生化检测显示白细胞激肽颗粒已被耗尽，表明肽类释放。因此，同一对神经元充当了情境敏感的开关。温和的激活（如饥饿动物遇到甜味时）有助于打开进食之门，而强烈激活（由苦味或强烈刺激引发）则将门砰然关闭。

这对大脑如何做选择意味着什么

这项研究显示，一对神经元可通过在不同类型的释放位点中装载两种化学信号并根据活动水平选择性释放，来控制相反的行为——进食与回避。这种设计使果蝇大脑能够将冲突的味觉线索和内部饥饿信号整合为简单而果断的结果，而无需大量独立回路。最近在哺乳动物某些脑细胞中也观察到类似逻辑：使用快速递质响应奖赏线索，使用较慢的肽类应对厌恶线索。综合来看，这些发现表明，紧凑的双化学“决策神经元”可能是进化常用的策略，用以保持摄食及其他重要选择既灵活又高效。

引用: Savaş, D., Okoro, A.M., Moșneanu, R.A. et al. Feeding decision-making by a single neuron via disparate neurotransmitters. Nat Commun 17, 3596 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69443-8

关键词: 摄食行为, 神经肽, 果蝇, 味觉回路, 双重神经传递