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Curr Biol:美食 vs 恐惧,你如何抉择?Krashes团队揭示高脂抑制防御神经元机制

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在自然界中,动物觅食时总要在“吃饱”和“保命”之间做权衡:食物可能在危险区域,靠近捕食者就可能丧命。正常情况下,恐惧会压倒食欲,让人(或动物)选择安全但没那么好吃的食物。但现实中,很多人即使知道高热量食物有害健康,仍忍不住在压力大、熬夜或情绪低落时暴食炸油炸食品或蛋糕,仿佛“危险警报”被暂时关掉了。

基于此,2025年12月14日,美国国立卫生研究院Michael J. Krashes研究团队在Current Biology杂志发表了“High-fat food reinforces risk taking by suppressing defensive neurons”揭示了高脂食物通过抑制防御性神经元来强化冒险行为。


为探究高脂饮食(HFD)如何改变冒险行为,作者设计了一种冲突实验范式:让小鼠在面临天然捕食者威胁的情况下觅食。结果显示,在大鼠捕食者存在时,摄食标准饮食(SD)的小鼠进食量显著减少,而摄食高脂饮食的小鼠则不顾威胁继续寻找并摄入高脂食物。这种行为转变依赖于先前的高脂饮食暴露史和代谢需求,表明驱动该偏好的是摄食后的生理体验,而非即时的感官线索。高脂饮食抑制PMd中Cck神经元活动,削弱风险回避,促使小鼠在危险中持续觅食;调控该神经元可双向调节高脂摄入与风险决策。这些发现表明,高能量饮食通过改变整合食物奖赏与危险感知的神经回路,调控以生存为导向的行为。本研究为理解膳食因素如何塑造决策提供了机制性见解,对解释在高热量食物丰富但伴随风险的环境中出现的适应不良性进食行为具有重要意义。


图一 高脂饮食将行为优先级从安全转向高风险的食物摄取

作者利用风险-奖赏冲突行为范式发现:饥饿小鼠在感知捕食者威胁时会显著减少SD的摄入,表现为进食延迟、回避威胁区。然而,当食物换成60%HFD时,小鼠即使面对捕食者,仍能摄入与安全环境下相当的热量。尽管首次进食稍有延迟、停留时间略短,但总摄入量未受影响且明显优先选择HFD而非SD。

自动追踪显示,面对SD时,小鼠只在捕食者远离食源时才靠近;而面对HFD时,它们常与捕食者同时出现在食源附近,共处时间增加一倍以上,说明高脂食物显著提升了风险容忍度。这种行为依赖于两个关键因素:一是能量需求(饱食小鼠不再冒险),二是摄食经验(从未接触HFD的小鼠几乎不吃,但一次24小时暴露后即显著增加冒险摄食)。

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更重要的是,仅靠嗅闻或味觉无法驱动该行为:味觉缺陷(TRPM5敲除)小鼠或仅接触HFD气味但未摄入者在威胁下仍回避进食。相比之下,高糖食物在同样条件下无法克服风险回避,表明高脂饮食具有独特的行为驱动效力。

综上,高脂饮食并非通过感官愉悦,而是通过摄食后的生理反馈信号,重塑了大脑对风险与奖赏的权衡机制,使动物在危险环境中仍优先追求高能量食物。这一机制可能有助于解释,在高热量食物泛滥的现代社会中,人们为何容易持续选择不健康饮食,即使明知其长期健康风险。


图二 高脂饮食促使个体选择高风险的食物,而非安全选项

当食物选择涉及“安全但难吃”和“危险但美味”时,小鼠会如何抉择?研究者改进了风险-奖赏冲突实验:让饥饿小鼠在安全区(远离捕食者)吃SD,或在威胁区(紧邻活大鼠)吃HFD。

首先验证实验设计:当两边都是SD时,无威胁下小鼠无位置偏好;但一旦有捕食者,它们几乎全部选择在安全区进食,说明能有效感知并回避风险。然而,当安全区是SD、威胁区是60% HFD时,情况逆转。即使有捕食者,绝大多数小鼠仍冒险去吃高脂食物,摄入量和进食积极性几乎不受影响。这表明HFD的奖赏价值足以压倒对危险的本能回避。

进一步测试发现,即使是脂肪含量较低的30% HFD(蔗糖相同),小鼠也宁愿冒风险去吃,而不选安全区的SD。但当安全区放30% HFD、威胁区放60% HFD时,无威胁下小鼠明显偏爱更油腻的60% HFD;而有捕食者时,这种偏好减弱,两种食物的选择趋于均衡,首次选择高脂食物的比例从70%降至40%,说明小鼠会根据风险高低与奖赏差异的对比灵活调整策略。

总之,高脂食物具有强大的行为驱动力,能让动物甘冒风险;但当风险升高或食物间的“美味差距”缩小时,它们又能理性权衡,展现出精细的风险-收益评估能力。这一机制有助于理解为何人类在面对高热量美食时,常常“明知有害却难以抗拒”。


图三 高脂饮食抑制PMdCck逃避神经元驱动风险觅食

研究发现,动物在面对HFD时,即使身处危险环境,也会冒险停留更久、吃得更久,这种行为可能以增加被捕食风险为代价。作者推测,HFD通过抑制大脑中负责“逃跑”的防御神经回路,让动物从“快逃”转向“快吃”。

作者将焦点放在背侧乳头体前核(PMd)中一类表达胆囊收缩素(Cck)的神经元上,这些细胞能感知威胁并触发逃避行为。通过光纤记录技术实时监测饥饿小鼠在捕食威胁下觅食时的神经活动并结合高精度进食sensor,发现:每次开始吃东西时,PMdCck神经元都会被快速抑制;

吃高脂食物时,这种抑制更强、持续时间更长且抑制程度与单次进食时长直接相关;但进食结束后,无论吃的是普通饲料还是高脂食物,这些神经元都会迅速恢复活跃,并常伴随逃跑动作,说明它们确实参与“吃完就跑”的防御反应;在静止不动时,不同饮食条件下神经元活动并无差异,排除了整体活性下降的可能;即使小鼠只短暂接触过一次HFD,其PMdCck神经元的基础活性也未改变,说明变化是进食过程中的动态调控,而非长期适应。

总之,高脂食物并非靠“更好吃”来吸引动物,而是通过在进食时特异性“关闭”大脑的警报系统(PMdCck神经元)让动物暂时忽略危险,专注于摄取高能量食物。


图四 PMdCck神经元在感知威胁下调控摄食行为

研究发现,PMdCck是大脑“危险警报系统”的关键组成部分,它们在感知威胁时被激活,驱动逃避行为。

作者通过光遗传技术操控这些神经元,验证其在风险与进食之间的调控作用:激活PMdCck神经元(即使在无捕食者环境中):无论食物是普通饲料还是HFD,小鼠都会立即停止或减少进食,频繁试图逃跑且主动回避被激活的区域;关闭光照后,摄食迅速恢复,说明效果短暂。

在双食选择任务中(安全区SD vs. 威胁区HFD):光激活PMdCck神经元能显著削弱小鼠对高脂食物的冒险偏好,使其转向安全区,总热量摄入下降,表明高脂奖赏被“警报信号”压倒。

抑制PMdCck神经元(在真实捕食威胁下):小鼠原本因恐惧几乎不吃普通饲料,但一旦这些神经元被抑制,立刻开始进食,说明防御反应被解除,觅食优先级上升。

综上,PMdCck神经元是风险-奖赏决策的“开关”。

总结

综上所述,作者的研究揭示了PMdCck神经元作为风险-奖赏整合的关键节点,其活动受摄食行为、食物价值及威胁信号的动态调控。外侧下丘脑等上游脑区可能通过抑制该通路,削弱防御反应以优先满足能量需求。未来需进一步解析高脂饮食是否特异性重塑这一环路,以及是否存在其他并行通路协同作用。这些发现为理解如何在危险与生存需求之间做出权衡,提供了重要的神经机制基础。

文章来源

https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.11.020

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