Neuron | 高能量食物为何让人越吃越想吃？多巴胺网络同步态给出答案

第一次尝试臭豆腐、螺蛳粉或榴莲，不少人会被强烈的 味道 劝退 ， 但尝试过几次后 ，伴随它们带来的实打实的热量 ，这些原本陌生甚至令人抗拒的味道，却可能逐渐变得 可口 ，甚至隔一阵子不吃还会惦记。相反，无糖饮料虽然甜， 喝过几次后却还是让人觉得“差了点什么” 。 低卡的减脂餐再怎么优化，吃久了还是会难以下咽。

对大脑来说：味道重要，还是吃下去的能量反馈重要？这位指挥官又是怎么帮你决定应该吃些什么呢？

2026年7月22日，北京脑科学与类脑研究所、北京师范大学心理学部认知神经科学与学习国家重点实验室、IDG/麦戈文脑科学研究院龚蓉实验室在Neuron在线发表研究论文A Synchronous State in the Midbrain Dopamine Network for Interoceptive Nutrient Learning，揭示了中脑多巴胺系统一种此前未知的神经网络状态，解释了大脑如何把摄入后的营养信息转化为下一次更强的进食动力。

当我们咬下一口食物时，味觉信号几乎瞬间就能传递到大脑；而 摄入后的营养与能量反馈 ，却要等食物进入胃肠道，被消化吸收之后，身体才能“知道”。也就是说，大脑每天都在完成一项看似简单、实际上十分困难的任务：如何把几秒钟前尝到的味道，与几分钟后才出现的营养反馈联系起来？

这类学习被称为内感受学习（interoceptive learning）。它与经典的外感受学习（canonical exteroceptive learning）有所不同：后者通常依赖声音、光线或气味等清晰的外部线索，以及紧随其后的奖赏或惩罚，二者在时间上较容易对应；而胃肠营养 信号 、血糖变化等来自身体内部的信号往往更慢、更连续，也更难精确定位。因此，大脑不仅要判断身体发生了什么，还 需要解决一个时间上的关联问题 ：如何把先出现的味觉信息，与随后到来的营养反馈联系起来？

神经科学将这一过程称为风味-营养关联学习（flavor–nutrient learning）。 它不断会影响不同食物对于我们价值，与我们的饮食偏好和进食动力密切相关，并可能为理解肥胖等代谢相关疾病提供线索。

然而，这种学习究竟是如何发生的？大脑又是怎样把“嘴里的味道”和“胃里的营养”对应起来的？

研究团队首先建立了一套能够将“味道”和“营养”区分开的行为学模型。实验中，小鼠会接触两种新 的饮料 ，它们具有相近的适口性，却代表着不同的 摄入后反馈 。其中一种风味会稳定对应真实的 能量反馈 ，而另一种则是没有 任何热量 的代糖饮料。对于小鼠来说，这两种味道一开始都没有任何特殊意义。

经过几天的匹配学习后，小鼠的行为发生了明显变化。再次面对相同的两种风味饮料时，它们更愿意持续摄取能够带来真实能量反馈的那一种：舔舐更加积极、持续时间更长，整体摄食活力明显提高。相比之下，小鼠对没有真实能量反馈的饮料并未表现出明显变化。

换句话说，小鼠真正学到的，并不是“这种东西更好喝”，而是：“这种味道，曾经让我获得过 能量 。”

一群原本各自工作的神经元，开始 同步爆发

研究团队利用双光子钙成像、Neuropixels 2.0高密度电生理记录以及在体多巴胺光纤记录等技术，对学习过程中的VTA（腹侧被盖区）多巴胺神经元进行了连续记录。

结果发现，小鼠开始进食后，多巴胺神经元首先出现快速反应。但真正令人惊讶的是，在持续进食数十秒后，一部分神经元并没有各自独立工作，而是逐渐进入一种新的网络状态——它们开始以约0.8 Hz的节律同步爆发。 这就像一群原本各自演奏的乐手，突然找到了共同的节拍 。

研究团队进一步进行了多天纵向追踪，发现相比单个神经元反应强弱，这种 “ 同步化”程度更能够预测小鼠最终是否真正学会了风味-营养关联。 也就是说，大脑学习时，重要的可能不仅仅是谁在放电，更重要的是：

它们是否以协调的节律共同活动 。

既然同步化 与学习有关，那 它究竟是由味觉触发，还是由胃肠营养触发？为了回答这一问题，研究团队利用胃插管技术，分别控制口腔味觉刺激和胃肠营养输入。

结果发现， 单独提供口腔感觉刺激时，同步状态非常微弱；单独输入胃肠营养信号时，也难以充分形成同步状态。只有当口腔感觉与胃肠营养输入在时间上重叠时，同步活动才明显出现。 进一步 实验证明 ， 在与口腔摄取配对时， 不同类型的营养物质——无论是碳水化合物、脂肪还是蛋白质——都能够诱导这种同步状态，而且摄入热量越高，同步程度越强。

这说明，大脑并不是简单地记录“吃到了什么味道”，而是在等待身体告诉它：“这份食物，真的带来了热量。”只有当两类信息在合适的时间窗口相遇，大脑才会把它们真正联系起来。

如果抑制关键时间窗口内的多巴胺活动，大脑还能学会吗？

观察到同步，并不能证明它就是学习所必需的。研究团队进一步提出了一个关键问题：如果 抑制关键时间窗口内的多巴胺神经元活动 ， 动物还能进行这种学习吗 ？

他们在学习过程中，利用光遗传学抑制VTA多巴胺神经元活动。结果发现，一个非常有趣的现象出现了。这种操作并不会影响小鼠当下的进食行为，它们照样会继续吃。但是，当学习之后再次面对相同风味时， 小鼠却没能像对照组一样，增强对这种风味的后续摄取动力 。 也就是说，同步状态并不是为了完成这一次进食，而是为了帮助大脑记住这次进食。

那么，如果反过来，人为制造 同步节律 ，会不会让动物 “ 凭空学会”这种偏好？

研究团队进一步模拟自然观察到的约0.8 Hz同步节律，对VTA—伏隔核腹侧壳区多巴胺通路进行光遗传刺激。结果发现， 即使没有真实的营养物质输入 ，小鼠依然会逐渐偏好与同步刺激配对的风味。 这一结果表明，这种同步神经网络状态不仅与学习相关，而且足以驱动风味-营养关联的形成。

大脑真正学习的，是食物的“未来价值”

综合行为学、双光子成像、Neuropixels 2.0记录、胃插管和光遗传学等多项实验结果，研究团队提出了一个新的学习模型。当动物第一次接触陌生食物时，大脑首先获得的是味觉信息；随着食物进入胃肠道，营养反馈逐渐出现。当这两类信息在合适的时间窗口相遇时，VTA多巴胺神经元进入一种低频同步的网络状态，将外部风味与内部营养联系起来，并把这种经验保存下来。

下一次，当相同的味道再次出现时，大脑已经不仅仅知道：“这是什么味道？”它还能进一步预测：“这种味道，曾经让我获得过能量，因此值得继续摄入。”

从食物偏好的形成到进食行为的改变，大脑始终在学习。 也许下一次 ， 当你再次闻到榴莲、螺蛳粉的味道时，大脑真正被唤醒的，并不仅仅是味觉记忆。它还会悄悄调取过去每一次进食留下的“营养档案”，不断更新对食物价值的判断。

正是这种隐藏在神经网络中的学习过程，可能让一种原本陌生甚至令人排斥的味道，逐渐变得更有吸引力。这项研究不仅揭示了风味-营养关联学习的重要神经机制，也为进一步理解饮食偏好形成及其与肥胖、代谢相关疾病的潜在联系，提供了新的神经科学视角。

北京脑所、北京大学博士生杨笑、北京脑所博士后闫伟杰，北京脑所、中国农业大学博士生路维轩，北京脑所技术员王瑞洁为本文的共同第一作者，研究员龚蓉为通讯作者。本研究获得了北京脑所陈广实验室博士生王志超、国家安全特需药品全国重点实验室宋睿，韩笑，杨梦蝶的合作和支持。课题组的李丁宁，韩华醒，杨现飞等同学在本研究中做出了贡献。卢尧博士在数据分析方法上提供了宝贵建议与技术支持。

https://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273(26)00531-3

制版人： 十一

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