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科学松鼠会 [小红猪]肠道:你的第二个大脑

无论是转换心情、做出决策还是采取行动,你头顶的那个大脑,都不是你身上唯一一个进行思考的部件。

这是一个很不顺心的早晨。你上班迟到了,错过了一个关键的会议,现在你的老板对你十分生气。所以你在午餐时直接走过沙拉区,直奔那些特别油腻的食物。你控制不住自己——在我们倍感压力时,大脑会鼓励我们寻找“慰藉食物”。这一点已经众所周知。但你可能不知道的是,真正的罪魁祸首或许并不是那个藏在你颅骨里的大脑,而是你的“另一个大脑”。

是的,你没看错,你还有“另一个大脑”。你的身体里还有另一套独立的神经系统。其机制实在太过复杂,因此常被人戏称为“第二个大脑”。它拥有大约5亿个神经元——差不过是大鼠大脑神经元的5倍之多;它大约有9米长,从你的食道一直延伸到你的肛门。或许正是这个大脑,让你在承受压力时更加渴望薯片、巧克力和饼干。

肠神经系统(enteric nervous system ENS)嵌在肠道壁上。科学家从很久以前就知道它能控制消化运动。但现在看来,它似乎也在我们的身体和精神健康方面扮演着相当重要的角色。它既可以独立工作,也可以跟你头顶的那个大脑通力合作。虽然你意识不到自己的肠道正在进行“思考”,但是肠神经系统确实可以帮助你察觉环境中的威胁,进而影响你作何反应。纽约市哥伦比亚长老会医疗中心(Columbia-Presbyterian Medical Center)的迈克尔·葛森(Michael Gershon)介绍说:“肠道向大脑发送的大量信息,都会影响我们的幸福感——我们甚至都意识不到。”

如果你“潜入”人体内部,你肯定能找到大脑,还有那些从脊髓发出来的末梢神经细胞。但肠神经系统是一套广泛分布在两层肠道组织里的神经网络,远不如大脑那样明显(如下图)。因此,直到19世纪中叶,科学家才发现了它的存在。它是自主神经系统的组成部分。自主神经系统属于外周神经系统,专门负责控制内脏的运作。它也是“原始的神经系统”(original nervous system),早在距今5亿年前的首批脊椎动物身上就已经出现。后来随着脊椎动物不断演化,它也变得越来越复杂——甚至有可能是它促进了大脑的形成。

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【原文配图,由译者编译制作】

消化当然是一项复杂的工作。所以有一套专门的神经网络负责调控,确实合情合理。肠神经系统不仅可以控制食物在胃中的机械混合、调节肌肉收缩从而让食物在肠道中移动,而且还能维持肠道不同部位的生化环境,维持消化酶工作所需的正常酸碱度和化学组成。

但是肠神经系统之所以需要那么多神经元,其实还有另外一个原因:吃东西总会带来危险。因此肠道跟皮肤差不多,它们都必须阻止潜在的危险入侵者——比如细菌和病毒——进入身体内部。如果有病原体穿过肠壁,肠壁上的免疫细胞就会分泌包括组胺在内的发炎物质(inflammatory substances),让肠神经系统中的神经元捕捉到危险信号。然后“肠中大脑”要么会催发腹泻,要么会警告“头顶大脑”。而“头顶大脑”可能会决定催发呕吐反应,或者让人上吐下泻。

你一定知道这些激烈的肠道反应,或者某些轻微一点的,伴随兴奋、恐惧和压力而来的胃部感觉——你甚至都不需要成为一名肠道病专家。过去数百年来,人们一直相信肠道会与大脑相互作用,从而影响人类健康,或者给人带来疾病。不过直到上个世纪,科学家才开始仔细研究这二者之间的关联。该领域的先驱人物有二:一位是美国医生拜伦·罗宾逊(Byron Robinson),他在1907年出版了《腹部和盆骨中的大脑》(The Abdominal and Pelvic Brain);另一位是跟他同时代的英国生理学家约翰内斯·兰利(Johannis Langley),他发明了“肠神经系统”这个词。大约就在那个时候,科学家才清楚了解到肠神经系统可以自主运作;就算把它和大脑的主要连接——迷走神经——切断,肠神经系统依然能调控消化运动。虽然科学家做出了这些重大发现,但是学界对“肠中大脑”的兴趣曾经一度衰落。直到20世纪90年代,一个名为“神经胃肠病学”(neurogastroenterology)的新领域才横空出世。

我们现在知道,肠神经系统不仅可以自主运作,而且还能影响大脑。事实上,在迷走神经传递的信号中,大约90%都并非来自“头顶大脑”,而是来自肠神经系统(American Journal of Physiology - Gastrointestinal and Liver Physiology, vol 283, p G1217)。

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