是什么让你感觉良好?
我们的“第二个大脑”跟“第一个大脑”有许多共同特性。比如它也是由多种不同类型的神经元组成的,而且也拥有胶质支持细胞。它也有自己的血-脑屏障,可以让自己的生理环境维持稳定。它也能产生种类纷繁的激素和大约40种神经递质,与大脑中发现的神经递质属于同一类型。事实上,科学家认为肠道神经元产生的多巴胺,就跟“头顶大脑”产生的一样多。最有意思的是,无论你何时进行测量,人体内大约95%的血清素都存在于肠神经系统之中。
突触传导示意图,其中红褐色的颗粒状物质就是“神经递质” | 图片来源:Newcastle University
那么这些神经递质到底在肠道中做了什么呢?大脑中的多巴胺,是一种与愉悦和奖励系统有关的信号传导分子。肠道中的多巴胺也同样是一种信号传导分子。比如它可以在神经元之间传送消息,协调结肠肌肉收缩。肠神经系统里的另外一种信号传导分子是血清素——它还有个更广为人知的名字:“感觉良好分子”,因为它可以防止抑郁,还能调节睡眠、食欲和体温。但是它的影响远不止如此而已。肠道产生的血清素可以进入血液之中,参与修复肝脏和肺部的受损细胞。它对于心脏的正常发育也十分重要,还能通过抑制骨骼形成来调节骨骼密度(Cell, vol 135, p 825)。
但这又会对我们的心情产生怎样的影响?我们的“肠中大脑”本身显然没有情感,但它是否会影响“头顶大脑”产生的情感?科学家一般认为,在肠道中产生的神经递质不能进入大脑——虽然从理论上说,它们可以进入缺乏血-脑屏障的小型大脑区域,比如下丘脑。但不管怎么说,肠道向大脑传送的神经信号,似乎确实可以影响心情。比如一项发表于2006年的研究指出,在其他治疗手段都失败的情况下,刺激迷走神经也可以成为一种治疗慢性抑郁症的有效办法(The British Journal of Psychiatry, vol 189, p 282)。
我们似乎也能通过这些由肠道传递给大脑的信号,来解释为什么油腻的食物会让我们感到快乐。当我们摄取食物的时候,肠道内壁的细胞受体可以感觉到脂肪酸的存在,然后向大脑发送神经信号。不过它的作用似乎不仅仅是让大脑知道你都吃了什么。研究者往一群志愿者的肠道里直接注射脂肪酸,给另一群志愿者注入生理盐水。大脑扫描结果显示,注射脂肪酸的被试对悲伤图画和音乐产生的反应,不如对照组那般强烈。他们向研究者报告的伤感程度,大约也只有对照组的一半(The Journal of Clinical Investigation, vol 121, p 3094)。
肠道向大脑传送的神经信号,也可以影响心情哦 | 图片来源:《Inside Out》
另外还有证据显示,当我们对压力做出反应时,我们的两个大脑之间也有联系。有句英语俗谚说得好,“胃里仿佛有群挣扎不安的蝴蝶”(butterflies in the stomach)。这其实说的正是大脑触发“战斗或逃跑”的反应之后,血液离开胃部、进入肌肉给你带来的感觉。压力也会刺激肠道产生更多的生长素——这种激素不单会让你感到更加饥饿,还会让你感到不那么焦虑和抑郁。生长素也会刺激大脑释放多巴胺——它既可以触发快感和奖励系统中的神经元,进行直接刺激;也可以通过迷走神经传递的信号,进行间接刺激。
德克萨斯州达拉斯市德州大学西南医学中心(UT Southwestern Medical Center)的杰弗里·齐格曼(Jeffrey Zigman)介绍说,在我们的演化历程中,生长素在缓解压力方面可能起到了十分重要的作用,因为我们在野外冒险搜寻食物时需要保持冷静。他的研究小组在2011年报告说,受到慢性应激刺激的小鼠会寻找脂肪含量高的食物,而因为基因改造无法在刺激下合成生长素的小鼠则不会受到影响(The Journal of Clinical Investigation, vol 121, p 2684)。齐格曼指出,我们现代人可以轻易获取高脂肪含量的食物;因此慢性应激刺激或抑郁给我们带来的影响,不仅仅是长期提升我们的生长素水平,而且还能造成肥胖。
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我们的肠道和精神状态之间,为什么会演化出如此强烈的关联性?葛森认为,原因在于我们可以通过肠道获得大量的环境信息。他说:“请记住:我们肠道内的世界,其实就是我们身体外的世界。”所以我们不单可以通过眼睛看到危险、通过耳朵听到危险,还能通过肠道侦测危险。美国马里兰州巴尔的摩市约翰霍普金斯中心(Johns Hopkins Center for Neurogastroenterology)的神经胃肠病学主任潘卡·帕斯理查(Pankaj Pasricha)指出,如果没有肠道,就没有维持生命的能量。他说:“肠道的活力和健康运作特别重要,所以大脑需要跟肠道建立起直接而密切的联系。”
但是这两个大脑的本质区别又在哪里呢?大多数研究者都认为,区别在于“记忆”——但是葛森不这么看。他会告诉你这样一个故事:曾有一名美国军医院的护士,在每天早上10点钟准时给病房里的瘫痪病人灌肠。在他离开医院之后,他的继任者取消了这套流程。但在第二天早上10点钟,病房里的所有患者都自动开始进行排便运动。虽然葛森承认,除这则来自于20世纪60年代的轶事之外,目前还没有任何关于“肠道记忆”的报告,但是他愿意对此观点抱持开放的态度。
肠道与“直觉”
下一个要讨论的问题就是如何做决策了。
“直觉”或“直觉反应”两个词的英文一个是“gut instinct”,一个是“gut reaction”,都包含了“gut”——也就是“肠道”。但其实“胃中有蝴蝶”之类的反应,根源仍然在于大脑传来的“战斗或逃跑”信号。这类信号会让我们产生焦虑或兴奋之感,进而影响我们的决策,让我们决定该不该玩蹦极,或者该不该安排第二次约会。但是这些决策是否有可能来自于你的“第二个大脑”?这一说法并没有得到确切的证明。潜意识中的“直觉”,确实需要肠神经系统参与;但真正感觉到威胁的,其实还是我们头顶上的大脑。就连葛森都认为,我们的“第二大脑”无法进行有意识、有逻辑的理性判断。用他的话说:“宗教、诗歌、哲学、政治——这些玩意全都属于‘头顶大脑’。”
不过我们也逐渐了解到,如果没有一个健康、发育成熟的肠神经系统,那么我们面临的问题远不止消化不良这么简单。帕斯理查发现,如果对新生大鼠的胃部施加较为温和的化学刺激,会让它们比其他大鼠更加郁闷和焦虑;即使在生理损伤痊愈之后,心理症状也仍然会持续很长时间。他说,包括刺激皮肤在内的其他伤害,就不会产生这样的影响。
另外,研究者也发现,母乳中包含催产素在内的多种成分,都有助于肠道内神经元的发展(Molecular Nutrition and Food Research, vol 55, p 1592)。这或许可以解释,为什么那些未经过母乳哺育的早产儿,更容易罹患下痢和坏死性小肠结肠炎——部分肠道发炎坏死。
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血清素对于肠神经系统的正常发育来说也至关重要。身兼数职的血清素,在此扮演的是“生长因子”的角色。肠神经系统中负责生产血清素的细胞,很早就已经开始发育。葛森在突变的小鼠身上发现,如果该细胞的发育受到干扰,“第二个大脑”就无法正常发育。葛森认为,儿童早年经历的肠道感染或极度压力,可能也会带来同样的影响,甚至可能会导致他们以后患上肠易激综合征(irritable bowel syndrome)——其主要症状是慢性腹痛和频繁腹泻或便秘,而且常常伴有抑郁。因此,肠易激综合征的产生原因,有可能是肠神经系统的神经元变性。这一观点已经得到了最新研究的支持。研究显示,在100个患有肠易激综合征的病人中,有87人体内带有可以攻击和杀死肠道神经元的抗体(Journal of Neurogastroenterology and Motility, vol 18, p 78)。
综上所述,肠神经系统一旦出现问题,可能会给我们带来各种各样的健康问题。这也意味着我们以前对“第二个大脑”的重视还远远不够。帕斯理查说:“它如果发生畸变,会给我们带来不少苦头,”他认为,如果我们能更深入地了解“第二个大脑”,必将有助于我们控制各种病症,无论是肥胖、糖尿病,还是阿茲海默氏症和帕金森氏症这类通常被认为与大脑有关的疾病(请见本文最后一部分“肠道与神经系统疾病”)。然而到目前为止,意图探究“第二个大脑”的研究者仍然太少。帕斯理查说:“这是一个很有潜力的领域。但是它目前受到的关注实在太少。”
肠道与神经系统疾病
现在已经有越来越多人认识到,我们肠道里的神经系统绝不仅仅负责消化。部分原因在于,科学家发现“第二个大脑”与多种大脑疾病有关。以帕金森氏症为例:这是一种与运动和肌肉控制有关的疾病,其病因是大脑中负责生产多巴胺的细胞损失。但是德国法兰克福大学的海科·布拉克(Heiko Braak)发现,造成细胞损失的蛋白质团块“莱维小体”(Lewy bodies),同样也出现在肠道内负责生产多巴胺的神经元中。布拉克检查了死于帕金森氏症的患者体内莱维小体的分布状况,认为莱维小体其实最早出现于肠道(可能是病毒等环境因素造成的),继而经由迷走神经扩散至大脑。
与之类似,在阿兹海默氏症患者大脑里找到的特征斑块或缠结,也同样存在于他们的肠道神经元里。我们知道,自闭症患者也容易患上肠胃病——科学家认为,引起这类肠胃病的,正是那些影响大脑神经元的基因突变。
潘卡·帕斯理查介绍说,虽然我们才刚刚开始了解两个大脑之间的相互作用,但肠道已经为我们开启了一扇研究大脑病理学的窗口。“从理论上说,我们可以通过肠道活检进行早期诊断,也能以此来监测患者对治疗的反应。”
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“第二个大脑”里的细胞甚至还能“还诸彼身”,用于治疗。在治疗神经退行性疾病方面,有一种实验性的干预方法,需要把神经干细胞移植到大脑里,以补充损失的神经元。但从大脑或脊髓中提取神经干细胞并不容易。不过科学家现在已经在成年人的肠道中找到了神经干细胞(Cell Tissue Research, vol 344, p 217)。从理论上说,这些神经干细胞可以通过简单的内窥镜肠活检手术提取出来。这就给我们提供了一个完美的神经干细胞来源。事实上,帕斯理查的研究小组目前正计划用这种方法来治疗包括帕金森氏症在内的疾病。