科学家们正在绘制人体"第六感"——内感受的图谱,以揭示大脑如何与内脏器官保持协调。这一史上首个神经图谱有望重新定义因脑-体通信中断引发疾病的治疗方法。图片来源:Shutterstock
你的大脑如何知道何时该呼吸、稳定血压或抵抗感染?答案在于内感受(interoception),这是一种鲜为人知的生理过程:神经系统持续监测身体内部信号以维持关键功能运转。
目前,斯克里普斯研究所(Scripps Research Institute)与艾伦研究所(Allen Institute)的联合研究团队已获得美国国立卫生研究院(NIH)主任变革性研究奖,将开发首个此类内部感觉系统的综合图谱。
脑-体研究的重大投资
该项目由诺贝尔奖得主神经科学家阿尔登·帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian)领衔,斯克里普斯研究所化学与化学生物学N·保罗·威蒂尔讲席教授李晔(Li Ye)及艾伦研究所分子遗传学主任博斯利卡·塔西克(Bosiljka Tasic)共同参与。斯克里普斯研究所副教授辛金(Xin Jin)将担任合作研究员,主导基因组与细胞类型鉴定工作。
NIH已授予该团队5年1420万美元资金用于执行这一雄心勃勃的项目。
"NIH支持此类研究复杂系统的协作科学,我们团队深感荣幸,"斯克里普斯研究所神经生物学总统特聘讲席教授帕塔普蒂安表示。这位因发现触觉细胞传感器而共享2021年诺贝尔生理学或医学奖的科学家,将把专业经验应用于内感受研究。"我们希望成果能帮助其他科学家提出新问题:内脏器官与神经系统如何保持同步,"同样身为霍华德·休斯医学研究所研究员的李晔补充道。
该奖项设立于2009年,旨在资助突破传统科学边界的开创性跨学科项目,属于NIH共同基金高风险高回报研究计划的一部分,专为可能重塑人类健康认知却难以通过常规渠道获资的创新理念提供支持。
内感受的独特性
与依赖外部刺激感知器官的经典感官(如嗅觉、视觉和听觉)不同,内感受涉及感知身体内部活动的庞大神经元网络。这些神经回路监控血液循环、消化和免疫活动等关键过程。
由于内感受信号源于身体深层且常被无意识处理,科学家常将其描述为"隐藏的第六感"。尽管作用基础,该领域却鲜受科学关注:其信号复杂重叠且难以测量,携带信号的感觉神经元分布于心脏、肺脏、胃部和肾脏等器官,难以精确定位与绘制。
绘制脑-体连接图谱
在NIH支持下,研究团队计划绘制感觉神经元与心脏、胃肠道等多种内脏器官的连接图谱,目标是创建揭示神经通路组织方式的详细解剖与分子图谱。
项目将分两步实施:一部分通过标记感觉神经元并运用全身成像技术,追踪其从脊髓到各器官的路径,生成高分辨率3D地图;另一部分则通过基因谱型分析区分不同细胞类型,例如传递肠道、膀胱或脂肪组织信号的神经元。这些数据集将共同构成理解人体内部感觉线路的首个标准化参考。
内感受对健康的深远意义
通过解码内感受机制,科学家有望揭示脑-体通信的核心原理,从而开发疾病新疗法。这些内部感觉通路的紊乱已被证实与自身免疫疾病、慢性疼痛、神经退行性疾病及高血压等多种病症相关。
"内感受关乎健康的几乎所有方面,但仍是神经科学中未被充分探索的前沿领域,"霍华德·休斯医学研究所弗里曼·赫拉博夫斯基学者辛金表示,"通过创建该系统的首个图谱,我们旨在为理解大脑如何维持身体平衡、疾病中平衡如何被打破,以及我们如何修复它奠定基础。"
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