設想你遠征沙漠，出發前只有一次喝水機會。想到大漠的干燥，你大概會想喝得再撐也得忍著再多喝些。要是在沙漠中遭遇了口渴難耐卻無水可喝的緊急局面，你又會多么希望能“掐滅”自己的口渴感，專心趕往補給點?渴了想喝水是人人有的感受，但控制渴不渴的“開關”在哪里?

　　近日，來自哥倫比亞大學神經科學系教授查爾斯·朱克(Charles S. Zuker)的團隊在小鼠中發現了兩套不同的神經元群，它們的活動分別能激起或抑制小鼠的渴覺。研究結果上周發表《自然》上。

　　“變渴”神經元群 再不缺水也渴

　　在大腦中，有一些血管豐富而缺乏健全血腦屏障的結構，被稱為“室周器”。以往的研究表明，身體脫水會激活下丘腦室周器的一系列區域，穹窿下器(SFO)就是其中之一。朱克和同事試圖在當中找出會對脫水產生應答的特定神經元，發現在對小鼠進行48小時的飲水限制后，這個區域中有約30%的神經元受到激活——而這些神經元基本上都同時表達鈣離子/鈣調素依賴性蛋白激酶(CamKII)和神經元型一氧化氮合酶(nNOS)。

　　研究者隨即盯上了這些渴覺開關“嫌疑人”。利用光遺傳技術，他們將光敏感通道轉入穹窿下器，并設法使得CamKII陽性神經元活動受激光控制。只要受到特定的藍光刺激，這些神經元就會被激活。“這項技術讓我們得以在這些神經元中裝上一個‘分子開關’，而光線就是幫助我們調控它的手。”

　　有了這個分子開關的幫助，研究者仿佛化身為“精神控制者”，讓小鼠唯命是從：當目標神經元被激光激活，小鼠就會隨即開始尋找水源并大量飲水;而光刺激一旦停止，小鼠會在幾秒內停止舔水喝的行為。更令人訝異的是，即便小鼠在光刺激之前已經喝飽了水，只要研究者打開激光，小鼠仍會立刻貪婪地繼續舔水喝。在短短15分鐘內，這些小鼠能多喝接近自身體重8%的水量——它們明明不缺水，但它們的喝水行為跟限水48小時后那些渴得要命的小鼠沒多大區別。

　　SFO中的CamKII陽性神經元被光(Light)激活后，小鼠立即產生尋找行為，并大量飲水;即使小鼠已經喝夠了水，光刺激依然能使小鼠繼續喝水;此外，光刺激并不會誘導進食行為。視頻來源：Nature

　　不過，這些神經元讓小鼠“變渴”的服務定位很精準：它們只管喝水。在諸如礦物油、甘油、聚乙二醇乃至蜂蜜這樣的“飲料”面前，受激光刺激的小鼠都不為所動。此外，雖然渴不渴被研究者操控了，但小鼠原本的味覺功能并沒有受到影響——即便是被激光弄渴了的小鼠，也不會去喝加有苦味劑或過多食鹽的水。再怎么渴，也不能“飲鴆止渴”嘛。

　　“止渴”神經元群 再缺水也不渴

　　“望梅止渴”的故事大家都聽過，但能夠抑制渴覺的細胞到底在哪里?朱克在小鼠的穹窿下器中鑒別出3種互不重疊的、遺傳上可分的神經元群：一種是上述的“變渴”神經元群，剩下兩種則分別是以表達囊泡型γ-氨基丁酸轉運體(Vgat)和膠質原纖維酸性蛋白(GFAP)為特征的神經元群。

　　朱克和同事發現，激活Vgat陽性的神經元就像擰緊了渴覺的“水龍頭”，口渴動物的飲水行為會隨即被削弱超過80%。這種現象在所有接受測試的小鼠身上都有出現，而且與激光刺激同樣有著非常緊密的時間聯系。當這些神經元被激光激活，即便是經過長時間限水的小鼠，也還是會大幅度減少飲水量，仿佛在激光開啟的瞬間，它們不是原本渴得要命的自己。后續研究提示，Vgat陽性神經元的激活也只專一地影響小鼠的喝水動機，而不影響缺鹽或餓肚子的小鼠正常攝入鹽或糖。

　　完整機制還得繼續摸索

　　從朱克的結果看，口渴與否由兩類神經元發號施令。它們負責感受生物體是否缺水，隨之激活或抑制，發出類似“好渴，得喝水啦!”或者“水分充足，別喝了”的信號。“這些神經元群之間的相互作用很可能是調節渴覺的開關。”朱克總結說。當被問及體內是否有其他后備機制來回避“該渴時不渴，不該渴時反而渴”的窘況時，朱克表示這是有可能的，“只是當我們人工迫使‘開關’打開或關閉時，正常狀態下的后備機制也就被繞過了。”

　　除了SFO區域，脫水還會激活其他的腦區。例如，CamKII陽性神經元和Vgat陽性神經元都會投射到終板血管器和正中視前核，這些神經元的相互作用也可能影響到渴覺和飲水動機。因此，朱克和同事們還需要進一步的生理和行為實驗來發掘完整的渴覺回路。另外，人類和小鼠控制飲水行為和渴覺的腦區是否一致，現在也尚未清楚。研究者透露，之后可能會利用核磁共振成像技術對人類進行研究。