人类大脑中神经肽系统的组织

塑造我们感受与思维的信号

我们的脑内充满微小的化学信使，它们帮助调节从呼吸与饥饿到信任与决策等各类功能。在这些信使中，神经肽以作用缓慢且影响广泛而突出，它们影响的是整个脑态而非单一的瞬时活动。该研究提供了首个在整个人类大脑范围内描绘多种神经肽信号着落位置的图谱，并探讨了这些分布对诸如睡眠、压力、奖励与高级思维等日常体验可能的影响。

遍布全脑的慢速信息

神经肽是由神经元在持续活动时释放的短链氨基酸。与穿过紧密突触传递快速信号的经典递质不同，神经肽扩散更广且停留时间更长。研究者利用捐赠的人脑基因表达数据来估算38种不同神经肽受体（分为14个家族）的表达位置。通过将基因活性视为受体可能存在的指纹，他们构建了覆盖褶皱外皮层与更深层下皮层结构的拓扑图谱。结果显示，这些受体并非随机分布，而是呈现出与已知脑系统一致的明确空间模式。

从身体状态到思维的梯度

其中一个最显著的模式是沿皮层与下皮层之间的梯度分布。一些受体，例如生长抑素和促黑激素集中素受体，在皮层中富集，尤其常见于处理视觉、运动和注意的区域。另一些受体，包括催产素、鸦片类和心房利钠肽受体，则簇集在下皮层的枢纽，如下丘脑、杏仁核和伏隔核。这些深部区域在调节身体需求、压力与动机方面发挥重要作用。在下丘脑内部，研究团队发现受体表达沿两个轴变化，这与已知的发展和解剖分区相呼应，表明神经肽系统被嵌入到这一关键控制中心形成的基本蓝图中。

与其他脑化学物质共享空间

由于许多神经元在释放神经肽的同时也释放经典神经递质，作者考察了这些系统在全脑图谱层面的重叠情况。他们将神经肽受体的空间模式与16种通过正电子发射断层扫描（PET）测量的神经递质受体模式进行了比较。平均而言，大约60%的神经肽受体分布差异可以由这些其他受体图谱解释。与神经肽受体重叠最强的是代谢型受体，这类受体同样通过细胞内较慢且持续的信号通路工作。该结果提示，富含慢作用分子机制的脑区是多个化学系统共同调节回路、以较长时间尺度发挥作用的共享场所。

从脑化学到行为

为了将这些化学模式与行为联系起来，研究团队利用了大型脑影像研究数据库，该数据库将特定脑区与具体心理功能相关联。统计方法识别出一条主轴，将神经肽图谱与认知专业化模式配对。集中于皮层的受体与感觉处理和高级认知相关的术语相连，例如视觉注意、物体识别和阅读。相比之下，在下皮层富集的受体与奖励、预期、压力、睡眠、焦虑和进食等术语相关联。换言之，把皮层与下皮层区分开的同一化学梯度，也对应着从躯体调节与情绪到更抽象思维的连续性。

追溯神经肽的进化

研究还通过比较13个脊椎动物物种（从七鳃鳗到黑猩猩）的神经肽受体基因，探讨了这些信号系统的进化历程。通过分析基因变异模式，作者推断出不同受体类型何时经历了正向选择的快速阶段，这表明它们在进化压力下被精细化。研究发现，神经肽及其他慢作用受体的基因在从早期爬行动物和鸟类向哺乳动物过渡的时期经历了延长的选择期，这一时期恰逢新皮层与更复杂行为的兴起。较早受到选择的受体基因如今多在下皮层区域更为活跃，而后来被精细化的受体则在皮层中更为显著。

这对理解我们自身意味着什么

综上所述，这些发现表明神经肽提供了一层安静却强大的控制机制，将身体需求、情绪状态与高级心理功能连接起来。它们的受体在大脑中有着精细的布局，与其他慢作用化学系统交织，并受到深远的进化历史塑造。对普通读者而言，关键的信息是：存在一种化学逻辑，将肠道的感觉、情绪与思维协调起来。通过绘制这些慢速信使作用的位置，这项工作为未来研究神经肽信号失调如何导致情绪、食欲、睡眠和认知紊乱奠定了基础。

引用: Ceballos, E.G., Farahani, A., Liu, ZQ. et al. Organization of neuropeptide systems in the human brain. Nat Neurosci 29, 1212–1224 (2026). https://doi.org/10.1038/s41593-026-02236-w

关键词: 神经肽, 脑图谱, 认知功能, 下丘脑, 神经递质