肚子里的“第二大腦”

何若雪

情緒、疾病、決策行為等等，竟然都與腸胃有關(guān)？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，我們腸胃中的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，起的作用遠(yuǎn)不只是消化食物。

一種便攜式迷走神經(jīng)刺激裝置

我們的大腦和腸胃之間存在著原始的聯(lián)系。英語(yǔ)中有一些關(guān)于“腸胃”的俗語(yǔ)：當(dāng)面臨一個(gè)艱難的決定時(shí)，要“跟隨你的腸胃” （Follow your gut，意為“聽(tīng)從你的直覺(jué)”）;或者當(dāng)我們面臨一個(gè)考驗(yàn)我們勇氣和決心的時(shí)候，那就是“腸胃的檢查時(shí)間”（gut check time）。

新的研究表明，這些俗語(yǔ)竟然驚人的正確。我們確實(shí)有一個(gè)存在于腸胃的“第二大腦”，它與決策等相關(guān)。這個(gè)“大腦”叫做腸神經(jīng)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)ENS），是分布于腸內(nèi)部和周?chē)木W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由大量類(lèi)似于腦部的神經(jīng)元和神經(jīng)遞質(zhì)構(gòu)成。

大多數(shù)時(shí)候我們意識(shí)不到ENS的存在，因?yàn)樗幕竟δ堋缥覀兺ǔ５恼J(rèn)知——是消化。但ENS和大腦的各種相似性可不是巧合。通過(guò)一條“信息高速通道”——迷走神經(jīng)，ENS與大腦形成穩(wěn)定連接?，F(xiàn)已證實(shí)，腦與腸胃之間相互傳遞的信號(hào)能影響我們的決定、情緒和健康。英國(guó)ENS專(zhuān)家邁耶博士說(shuō)：“腸胃的功能超越了其他任何器官，甚至能和大腦匹敵。這個(gè)‘第二大腦由5000萬(wàn)到1億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞構(gòu)成，與脊髓的神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量相當(dāng)?！?/p>

全世界有很多科學(xué)家致力于探索“第二大腦”的秘密。已有的研究結(jié)果，揭示了ENS在我們的健康中扮演的重要角色和當(dāng)它的功能失常時(shí)可能造成的后果。研究發(fā)現(xiàn)，ENS與多種疾病相關(guān)，包括肥胖、臨床抑郁癥、類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和帕金森病等。反過(guò)來(lái)，這也開(kāi)啟了治療這些疾病的新思路?，F(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了一些很有希望的結(jié)果。

會(huì)思考的腸胃

ENS以及大腦—腸胃關(guān)聯(lián)，似乎剛開(kāi)始成為21世紀(jì)醫(yī)學(xué)的主要焦點(diǎn)。不過(guò)，最早的關(guān)于ENS重要性的線索，在100多年前就產(chǎn)生了。那時(shí)候，研究者們就開(kāi)始對(duì)消化系統(tǒng)有新奇的發(fā)現(xiàn)。英國(guó)醫(yī)生在動(dòng)物器官實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，胃和腸具有自動(dòng)工作的神奇功能，即使在離開(kāi)動(dòng)物身體其他部分后，仍能繼續(xù)消化食物。由此看來(lái)，ENS顯然不僅僅是一堆纏繞著各個(gè)器官的神經(jīng)而已，即便我們直到現(xiàn)在也不知道它為何擁有這樣的復(fù)雜度。

20世紀(jì)80年代，研究者們有了另一個(gè)驚人發(fā)現(xiàn)：ENS中充滿神經(jīng)遞質(zhì)，它們是對(duì)大腦活動(dòng)來(lái)說(shuō)很重要的化學(xué)物質(zhì)。20世紀(jì)90年代末，研究人員已經(jīng)開(kāi)始以“第二大腦”來(lái)稱(chēng)呼ENS了。這也造成了一些誤解，邁耶說(shuō)：“當(dāng)時(shí)有一種說(shuō)法被大肆宣傳，即ENS可能是潛意識(shí)中樞。”

事實(shí)上，我們的腸胃比想象中的還要復(fù)雜。這還涉及另一個(gè)當(dāng)前醫(yī)學(xué)研究重點(diǎn)——微生物組（又稱(chēng)微生物群，即在一定生態(tài)環(huán)境中生活的所有微生物的集合）。在體內(nèi)各處都能得到這樣一大群細(xì)菌、病毒和其他有機(jī)體，但群落最大、多樣性最高的還屬腸道內(nèi)的微生物群。和ENS一樣，這些微生物的基本功能主要還是消化食物。但它們?cè)谀c道內(nèi)的活動(dòng)一直受到ENS監(jiān)測(cè)，這些信息通過(guò)迷走神經(jīng)直接呈遞給大腦。

80%的迷走神經(jīng)都致力于傳遞這些信號(hào)，這暗示著，腸胃的狀態(tài)在維持人體健康中扮演著重要角色。我們可能都有這樣的經(jīng)歷：在面對(duì)壓力時(shí)感到胃部痙攣或惡心想吐，在事情不順利時(shí)覺(jué)得胃痛。由此看來(lái)，腸胃與意識(shí)之間也并非毫無(wú)關(guān)聯(lián)。邁耶指出，大腦會(huì)對(duì)這些情景進(jìn)行標(biāo)記，同時(shí)也會(huì)記錄它們對(duì)腸胃的影響，也就是說(shuō)將腸胃反應(yīng)與情景記憶直接聯(lián)系起來(lái)。其結(jié)果是一個(gè)能快速讀取的“數(shù)據(jù)庫(kù)”。當(dāng)面對(duì)新情況時(shí)，這個(gè)“數(shù)據(jù)庫(kù)”讓我們基于腸胃的感覺(jué)（而非基于有意識(shí)的思考），就可以幫助做出迅速評(píng)估。

這倒不是說(shuō)，你一定要遵循腸胃的判斷。腸胃與大腦的這種交流，其質(zhì)量、精確度和潛在偏差都是因人而異的。它反應(yīng)雖快但也容易受到干擾，其他生命活動(dòng)甚至是進(jìn)食的食物都會(huì)對(duì)其造成影響。有時(shí)它還會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。因此，當(dāng)你需要作出重要決定時(shí)，冷靜的分析比這種快速的“腸胃直覺(jué)”靠譜多了。

“第二大腦”與疾病治療

我們已經(jīng)越來(lái)越清楚，ENS還在更深更精細(xì)的水平上影響大腦。有證據(jù)表明，ENS也能影響情緒，甚至在抑郁癥中扮演著重要角色。雖然其具體原理仍然未知，但現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)把注意力投向在ENS中發(fā)現(xiàn)的眾多神經(jīng)遞質(zhì)的一種——血清素（5-羥色胺）。

長(zhǎng)期以來(lái)，血清素一直被認(rèn)為與抑郁癥相關(guān)，因此它一直是很多治療抑郁癥的藥物（如百憂解）的主要靶標(biāo)。但人體內(nèi)約95%的血清素都是由ENS而非大腦產(chǎn)生。其影響因素包括我們攝入的食物、微生物組的狀態(tài)和沿迷走神經(jīng)傳到大腦的信號(hào)。ENS與大腦（精神）的這種關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致了新的抑郁癥療法的產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)迷走神經(jīng)的電脈沖刺激能影響大腦對(duì)血清素的利用情況，有助于緩解抑郁癥狀。

目前常用的電刺激療法需采用侵入性手術(shù)，在體內(nèi)植入脈沖發(fā)生裝置。但美國(guó)哈佛大學(xué)和中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院的研究人員最近研發(fā)出了一種無(wú)需植入的新裝置。它在體表作用，從耳朵刺激迷走神經(jīng)。相比于傳統(tǒng)的脈沖裝置，這種夾子式的裝置更加安全和廉價(jià)。新裝置已經(jīng)過(guò)34名抑郁癥患者試用，取得了較好結(jié)果。

當(dāng)認(rèn)識(shí)到迷走神經(jīng)在腸胃—大腦連接中的重要性后，研究者們打開(kāi)了思路，開(kāi)始嘗試用類(lèi)似方法來(lái)治療其他疾病。2016年，美國(guó)科學(xué)家發(fā)布了一項(xiàng)對(duì)于類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的研究結(jié)果。在該項(xiàng)研究中，科學(xué)家用一種植入裝置刺激患者的迷走神經(jīng)，發(fā)現(xiàn)部分患者的炎癥有所減輕。而炎癥也與許多其他疾病有關(guān)，例如潰瘍性結(jié)腸炎和癌癥等。

同時(shí)，新研究發(fā)現(xiàn)了腸胃和其他疾病相關(guān)的證據(jù)。這些疾病，比如帕金森病，以前被認(rèn)為起源于別處。由丹麥女科學(xué)家史文森博士帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)最近報(bào)告說(shuō)，那些通過(guò)迷走神經(jīng)療法治療其他疾病的患者，其帕金森病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)也大幅降低。對(duì)這一關(guān)聯(lián)的研究仍在繼續(xù)，科學(xué)家試圖通過(guò)它治療或預(yù)防神經(jīng)退行性疾病。史文森說(shuō)：“如果能做到這一點(diǎn)，那絕對(duì)會(huì)是一個(gè)巨大突破?！?

監(jiān)測(cè)“第二大腦”

對(duì)于ENS的研究前景非常吸引人，但要準(zhǔn)確理解它的作用原理，還有很長(zhǎng)的路要走。目前的迷走神經(jīng)刺激實(shí)驗(yàn)都屬于初步研究，其結(jié)果可能在之后的擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)中被推翻。

腸胃與大腦連接的復(fù)雜性也很讓人頭痛。例如，腸易激綜合征被認(rèn)為與ENS失調(diào)有關(guān)，但這種病只能靠癥狀診斷，其原因和機(jī)理完全不清楚。英國(guó)杜克大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)用于揭開(kāi)“第二大腦”秘密的關(guān)鍵工具：一套實(shí)時(shí)監(jiān)控ENS活動(dòng)的裝置。

這種監(jiān)控系統(tǒng)的樣機(jī)，目前已在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中使用。這個(gè)系統(tǒng)的核心是一個(gè)植入的石墨烯芯片，它能識(shí)別ENS對(duì)不同神經(jīng)遞質(zhì)、藥物和疾病的響應(yīng)情況。通過(guò)這套裝置，研究人員對(duì)“第二大腦”與大腦之間相互作用的研究有了新進(jìn)展。根據(jù)對(duì)小鼠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，刺激腸胃產(chǎn)生血清素可能會(huì)影響飲食行為，減輕焦慮，甚至增強(qiáng)大腦功能。

而這還只是開(kāi)始。研究人員表示，他們目前正在開(kāi)發(fā)的非植入的ENS記錄技術(shù)，將被用于更精確和個(gè)性化的診療。 以這種進(jìn)展速度，也許在不久的將來(lái)，醫(yī)生們就能用耳夾來(lái)檢查我們的“第二大腦”了。

腸神經(jīng)系統(tǒng)

腸神經(jīng)系統(tǒng)（ENS）又稱(chēng)內(nèi)在神經(jīng)系統(tǒng)，是由支配胃腸系統(tǒng)功能的神經(jīng)元構(gòu)成的一個(gè)網(wǎng)狀體系。它包括肌間神經(jīng)叢和黏膜下神經(jīng)叢兩大部分。腸神經(jīng)系統(tǒng)擁有完整的回路，它能檢測(cè)胃腸道的生理活動(dòng)，整合這些信息，調(diào)控胃腸道的運(yùn)動(dòng)、體液分泌、血流量等等。也就是說(shuō)，ENS形成了一套具有收集信息、處理信息和輸出控制功能的“區(qū)域自治”系統(tǒng)。其他內(nèi)臟如心、肺等也分布著神經(jīng)，屬于外周神經(jīng)系統(tǒng)。這類(lèi)神經(jīng)只具有輸入和輸出功能，信息處理則都由中樞神經(jīng)系統(tǒng)（腦和脊髓）完成。也就是說(shuō)，腸神經(jīng)系統(tǒng)在消化系統(tǒng)中一定程度上發(fā)揮了腦的作用，因此它被稱(chēng)為“第二大腦”。

腸神經(jīng)系統(tǒng)的組成包括：分布于食道、胃壁、小腸、大腸、胰腺、膽囊和膽道的大量神經(jīng)節(jié)，連接這些神經(jīng)節(jié)的神經(jīng)纖維，調(diào)節(jié)腸壁肌肉、黏膜上皮，小動(dòng)脈和其他效應(yīng)組織的神經(jīng)纖維。神經(jīng)節(jié)由神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞構(gòu)成，它與中樞神經(jīng)系統(tǒng)在許多方面都有相似之處。

腸神經(jīng)系統(tǒng)不僅能夠“區(qū)域自治”，而且與中樞神經(jīng)系統(tǒng)及交感神經(jīng)也都有著豐富的雙向交流。此外，胃腸道還有一個(gè)廣泛的內(nèi)分泌信號(hào)系統(tǒng)，許多胃腸道的功能受到神經(jīng)和內(nèi)分泌的雙重調(diào)節(jié)。ENS也與胃腸道的內(nèi)在免疫系統(tǒng)相互作用。

血清素與抑郁癥

5-羥色胺（5-HTP）俗稱(chēng)血清素，是一種單胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)。血清素主要存在于動(dòng)物（包括人）的胃腸道、血小板和中樞神經(jīng)系統(tǒng)中。人體中大約90%的總血清素由胃腸道腸嗜鉻細(xì)胞分泌，主要用于調(diào)節(jié)腸道運(yùn)動(dòng)。其余的由中樞神經(jīng)系統(tǒng)（5-羥色胺能神經(jīng)元）合成。血清素具有多種功能，包括調(diào)節(jié)情緒、食欲和睡眠等。

血清素一般被認(rèn)為與情緒相關(guān)，但這一說(shuō)法其實(shí)缺乏直接證據(jù)，因?yàn)榇竽X內(nèi)部的血清素濃度是無(wú)法檢測(cè)的。即便如此，許多抗抑郁藥物的研發(fā)仍然遵循這種理論。目前比較常用的抗抑郁藥物如氟西?。ㄉ唐访麨椤鞍賾n解”）和西酞普蘭等，其作用原理都是通過(guò)抑制神經(jīng)遞質(zhì)再吸收來(lái)提高神經(jīng)突觸間的血清素濃度，從而降低抑郁程度。但血清素在大腦中的具體作用機(jī)制仍然未知。

肥胖癥新療法

肥胖已成為世界性的問(wèn)題。很多重度肥胖癥患者不得不借助手術(shù)來(lái)減輕體重?；颊咔谐?5%的胃后，只需很少的食物就能吃飽。

但是對(duì)接受這種手術(shù)的患者的研究發(fā)現(xiàn)，這種手術(shù)也會(huì)對(duì)連接ENS和大腦的迷走神經(jīng)造成影響。這一結(jié)果開(kāi)啟了治療肥胖癥的新思路，即通過(guò)阻斷迷走神經(jīng)控制食欲的信號(hào)來(lái)減小胃口。針對(duì)這一點(diǎn)，美國(guó)一家公司開(kāi)發(fā)出一種植入裝置。據(jù)報(bào)道，使用它的患者在一年內(nèi)減去了三分之一的超標(biāo)體重，其中四分之一的患者減重超過(guò)一半。此外，法國(guó)研究人員已經(jīng)開(kāi)始測(cè)試無(wú)需手術(shù)植入的減肥裝置。