韩国科学技术研究院（KAIST）的一个研究团队从“我们的大脑如何区分葡萄糖与肠道吸收的众多营养物质？”这一问题出发，证明大脑能够选择性地识别特定的营养物质，尤其是葡萄糖，而不仅仅是检测总卡路里含量。他们的研究发表在《神经元》（Neuron）杂志上真牛所，有望为食欲控制和代谢疾病的治疗提供新的范例。
INTRODUCTION
大脑精准识糖的秘密
生物科学系的 Greg SB Suh 教授团队与 Young-Gyun Park 教授团队（BarNeuro）、Seung-Hee Lee 教授团队（生物科学系）以及纽约阿尔伯特爱因斯坦医学院合作，发现了肠脑回路的存在，该回路可使饥饿状态下的动物选择性地检测和偏好肠道中的葡萄糖。生物体从各种营养物质中获取能量，包括糖、蛋白质和脂肪。先前的研究表明，肠道中的总热量信息会抑制下丘脑中的饥饿神经元，从而调节食欲。然而，迄今为止，尚未证实存在一个专门响应葡萄糖及其相应脑细胞的肠脑回路。
展开剩余79%在这项研究中，研究小组成功确定了感知葡萄糖（对大脑功能至关重要）并调节食物摄入行为以获取所需营养的肠脑回路。
他们进一步首次证明，该回路不仅能在几秒钟内对饥饿或外部刺激做出反应，还能通过大脑下丘脑中“CRF神经元”的活动对直接引入小肠的特定热量营养物质（特别是D-葡萄糖）做出反应。这些神经元在下丘脑中分泌促皮质素释放因子 (CRF)，是下丘脑-垂体-肾上腺 (HPA) 轴的核心，而下丘脑-垂体-肾上腺 (HPA) 轴是人体应对压力的核心生理系统。已知 CRF 神经元能够调节神经内分泌平衡，以应对压力刺激。
METHOD
小鼠实验
不同的神经通路将肠道营养信号传递至CRF PVN神经元真牛所
研究人员利用光遗传学实时精确追踪神经活动，将各种营养物质——D-葡萄糖、L-葡萄糖、氨基酸和脂肪——直接注射到小鼠的小肠中，并观察结果。
他们发现，在位于下丘脑室旁核（PVN，负责维持体内平衡的关键核团）的CRF神经元中，只有那些对D-葡萄糖特异的神经元表现出选择性反应。这些神经元对其他糖类、蛋白质和脂肪没有反应，或表现出逆反应。这首次证明大脑中的单个神经元能够根据肠道营养物质的流入来引导营养特异性反应。
研究团队还发现，小肠中的葡萄糖感应信号通过脊髓传递至大脑的背外侧副臂核（PBNdl），再从那里传递至室旁核（PVN）中的CRF神经元。相比之下，氨基酸和脂肪的信号则通过迷走神经（一条不同的通路）传递至大脑。在光遗传学抑制实验中，抑制禁食小鼠的 CRF 神经元消除了它们对葡萄糖的偏好，证明该回路对于葡萄糖特异性营养偏好至关重要。
这项研究的灵感源自Suh教授早期在纽约大学利用果蝇进行的研究，当时他发现了能够选择性检测肠道中葡萄糖和糖分的“DH44神经元”。基于哺乳动物下丘脑神经元对葡萄糖表现出类似功能反应的假设，本研究应运而生。
RESULT
CRF神经元的关键作用
PBNdl 神经元的单突触逆向追踪揭示了脊髓神经元
为了验证这一假设，Jineun Kim 博士（韩国科学技术研究院博士毕业生，现就职于加州理工学院）在博士研究中证明，在各种胃内注入的营养物质中，饥饿的老鼠更喜欢葡萄糖，并且 CRF 神经元表现出快速而特异的反应。
他们与韩国科学技术院（KAIST）理学学士毕业生、现加州理工学院博士生Wongyo Jung合作，建立了CRF神经元的模型，并通过实验证实了其关键作用。Shinhye Kim博士通过合作，揭示了特定的脊髓神经元在向大脑传递肠道营养信息方面发挥着关键作用。
Jineun Kim 博士和 Shinhye Kim 博士表示：“这项研究源于一个简单但基本的问题——‘大脑如何区分葡萄糖和肠道吸收的各种营养物质？’我们已经证明，基于脊髓的肠脑回路通过向大脑传递特定的肠道营养信号，在能量代谢和体内平衡中发挥着核心作用。”
Suh教授补充道：“通过识别一条专门负责葡萄糖的肠脑通路，这项研究为肥胖和糖尿病等代谢性疾病提供了新的治疗靶点。我们未来的研究将探索类似的通路，用于感知氨基酸和脂肪等其他必需营养素及其相互作用的机制。”
SIGNIFICANCE
精准饮食的应用
KAIST 的这一发现突破了我们对脑—肠—代谢调控的认知，构建了一个特定营养—特定回路—驱动偏食行为的新机制。此前我们认为大脑只监控“卡路里是否足够”，现在发现其实存在Crf神经元识别葡萄糖的“专业队”，为我们带来三个层面的启发：
首先，从生理健康角度看，肥胖与2型糖尿病并非仅源于“过量摄入”，而是食物种类与选择习惯的交互作用。识糖回路失调可能导致“甜食上瘾”，通过抑制该回路或调控葡萄糖敏感性，或可成为治疗路径。
其次，从科技与脑机接口视角，这一机制为营养摄入反馈系统构建提供神经层模型。未来可结合生理监测设备与神经刺激设备，构建“智能干预”系统——当检测到葡萄糖依赖性偏好过强时，给予反馈提醒或轻度调控，更精准调节饮食习惯。
总之，这项研究不仅刷新了我们对“吃什么”与“大脑需求”之间关系的认知，也为肥胖和糖尿病的干预提供了一个可靶向、神经可控的系统模型。而在脑机接口的发展方向上，它为“营养-脑反馈闭环”描绘了技术可行的神经路径——真正实现“脑控吃得更好”，或将从基础到应用走得更稳、更深入。
新闻来源：MEDICAL PRESS
论文参考：DOI: 10.1016/j.neuron.2025.05.024真牛所
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