肚子里的“第二大脑”
情绪、疾病、决策行为等等，竟然都与肠胃有关？科学家发现，我们肠胃中的神经元网络，起的作用远不只是消化食物。
我们的大脑和肠胃之间存在着原始的联系。英语中有一些关于“肠胃”的俗语：当面临一个艰难的决定时，要“跟随你的肠胃” （Follow your gut，意为“听从你的直觉”）;或者当我们面临一个考验我们勇气和决心的时候，那就是“肠胃的检查时间”（gut check time）。
新的研究表明，这些俗语竟然惊人的正确。我们確实有一个存在于肠胃的“第二大脑”，它与决策等相关。这个“大脑”叫做肠神经系统（简称ENS），是分布于肠内部和周围的网络系统，由大量类似于脑部的神经元和神经递质构成。
大多数时候我们意识不到ENS的存在，因为它的基本功能——正如我们通常的认知——是消化。但ENS和大脑的各种相似性可不是巧合。通过一条“信息高速通道”——迷走神经，ENS与大脑形成稳定连接。现已证实，脑与肠胃之间相互传递的信号能影响我们的决定、情绪和健康。英国ENS专家迈耶博士说：“肠胃的功能超越了其他任何器官，甚至能和大脑匹敌。这个‘第二大脑’由5000万到1亿个神经细胞构成，与脊髓的神经细胞数量相当。”
全世界有很多科学家致力于探索“第二大脑”的秘密。已有的研究结果，揭示了ENS在我们的健康中扮演的重要角色和当它的功能失常时可能造成的后果。研究发现，ENS与多种疾病相关，包括肥胖、临床抑郁症、类风湿性关节炎和帕金森病等。反过来，这也开启了治疗这些疾病的新思路。现在已经出现了一些很有希望的结果。
会思考的肠胃
ENS以及大脑—肠胃关联，似乎刚开始成为21世纪医学的主要焦点。不过，最早的关于ENS重要性的线索，在100多年前就产生了。那时候，研究者们就开始对消化系统有新奇的发现。英国医生在动物器官实验中发现，胃和肠具有自动工作的神奇功能，即使在离开动物身体其他部分后，仍能继续消化食物。由此看来，ENS显然不仅仅是一堆缠绕着各个器官的神经而已，即便我们直到现在也不知道它为何拥有这样的复杂度。
20世纪80年代，研究者们有了另一个惊人发现：ENS中充满神经递质，它们是对大脑活动来说很重要的化学物质。20世纪90年代末，研究人员已经开始以“第二大脑”来称呼ENS了。这也造成了一些误解，迈耶说：“当时有一种说法被大肆宣传，即ENS可能是潜意识中枢。”
事实上，我们的肠胃比想象中的还要复杂。这还涉及另一个当前医学研究重点——微生物组（又称微生物群，即在一定生态环境中生活的所有微生物的集合）。在体内各处都能得到这样一大群细菌、病毒和其他有机体，但群落最大、多样性最高的还属肠道内的微生物群。和ENS一样，这些微生物的基本功能主要还是消化食物。但它们在肠道内的活动一直受到ENS监测，这些信息通过迷走神经直接呈递给大脑。
80%的迷走神经都致力于传递这些信号，这暗示着，肠胃的状态在维持人体健康中扮演着重要角色。我们可能都有这样的经历：在面对压力时感到胃部痉挛或恶心想吐，在事情不顺利时觉得胃痛。由此看来，肠胃与意识之间也并非毫无关联。迈耶指出，大脑会对这些情景进行标记，同时也会记录它们对肠胃的影响，也就是说将肠胃反应与情景记忆直接联系起来。其结果是一个能快速读取的“数据库”。当面对新情况时，这个“数据库”让我们基于肠胃的感觉（而非基于有意识的思考），就可以帮助做出迅速评估。
这倒不是说，你一定要遵循肠胃的判断。肠胃与大脑的这种交流，其质量、精确度和潜在偏差都是因人而异的。它反应虽快但也容易受到干扰，其他生命活动甚至是进食的食物都会对其造成影响。有时它还会出现错误。因此，当你需要作出重要决定时，冷静的分析比这种快速的“肠胃直觉”靠谱多了。
“第二大脑”与疾病治疗
我们已经越来越清楚，ENS还在更深更精细的水平上影响大脑。有证据表明，ENS也能影响情绪，甚至在抑郁症中扮演着重要角色。虽然其具体原理仍然未知，但现在科学家已经把注意力投向在ENS中发现的众多神经递质的一种——血清素（5-羟色胺）。
长期以来，血清素一直被认为与抑郁症相关，因此它一直是很多治疗抑郁症的药物（如百忧解）的主要靶标。但人体内约95%的血清素都是由ENS而非大脑产生。其影响因素包括我们摄入的食物、微生物组的状态和沿迷走神经传到大脑的信号。ENS与大脑（精神）的这种关联，导致了新的抑郁症疗法的产生。研究发现，对迷走神经的电脉冲刺激能影响大脑对血清素的利用情况，有助于缓解抑郁症状。
目前常用的电刺激疗法需采用侵入性手术，在体内植入脉冲发生装置。但美国哈佛大学和中国中医科学院的研究人员最近研发出了一种无需植入的新装置。它在体表作用，从耳朵刺激迷走神经。相比于传统的脉冲装置，这种夹子式的装置更加安全和廉价。新装置已经过34名抑郁症患者试用，取得了较好结果。
当认识到迷走神经在肠胃—大脑连接中的重要性后，研究者们打开了思路，开始尝试用类似方法来治疗其他疾病。2016年，美国科学家发布了一项对于类风湿性关节炎的研究结果。在该项研究中，科学家用一种植入装置刺激患者的迷走神经，发现部分患者的炎症有所减轻。而炎症也与许多其他疾病有关，例如溃疡性结肠炎和癌症等。
同时，新研究发现了肠胃和其他疾病相关的证据。这些疾病，比如帕金森病，以前被认为起源于别处。由丹麦女科学家史文森博士带领的研究团队最近报告说，那些通过迷走神经疗法治疗其他疾病的患者，其帕金森病的发病风险也大幅降低。对这一关联的研究仍在继续，科学家试图通过它治疗或预防神经退行性疾病。史文森说：“如果能做到这一点，那绝对会是一个巨大突破。”
监测“第二大脑”
对于ENS的研究前景非常吸引人，但要准确理解它的作用原理，还有很长的路要走。目前的迷走神经刺激实验都属于初步研究，其结果可能在之后的扩大实验中被推翻。
肠胃与大脑连接的复杂性也很让人头痛。例如，肠易激综合征被认为与ENS失调有关，但这种病只能靠症状诊断，其原因和机理完全不清楚。英国杜克大学的研究团队正在研发用于揭开“第二大脑”秘密的关键工具：一套实时监控ENS活动的装置。
这种监控系统的样机，目前已在動物实验中使用。这个系统的核心是一个植入的石墨烯芯片，它能识别ENS对不同神经递质、药物和疾病的响应情况。通过这套装置，研究人员对“第二大脑”与大脑之间相互作用的研究有了新进展。根据对小鼠的实验结果，刺激肠胃产生血清素可能会影响饮食行为，减轻焦虑，甚至增强大脑功能。
而这还只是开始。研究人员表示，他们目前正在开发的非植入的ENS记录技术，将被用于更精确和个性化的诊疗。 以这种进展速度，也许在不久的将来，医生们就能用耳夹来检查我们的“第二大脑”了。
肠神经系统
肠神经系统（ENS）又称内在神经系统，是由支配胃肠系统功能的神经元构成的一个网状体系。它包括肌间神经丛和黏膜下神经丛两大部分。肠神经系统拥有完整的回路，它能检测胃肠道的生理活动，整合这些信息，调控胃肠道的运动、体液分泌、血流量等等。也就是说，ENS形成了一套具有收集信息、处理信息和输出控制功能的“区域自治”系统。其他内脏如心、肺等也分布着神经，属于外周神经系统。这类神经只具有输入和输出功能，信息处理则都由中枢神经系统（脑和脊髓）完成。也就是说，肠神经系统在消化系统中一定程度上发挥了脑的作用，因此它被称为“第二大脑”。
肠神经系统的组成包括：分布于食道、胃壁、小肠、大肠、胰腺、胆囊和胆道的大量神经节，连接这些神经节的神经纤维，调节肠壁肌肉、黏膜上皮，小动脉和其他效应组织的神经纤维。神经节由神经元和神经胶质细胞构成，它与中枢神经系统在许多方面都有相似之处。
肠神经系统不仅能够“区域自治”，而且与中枢神经系统及交感神经也都有着丰富的双向交流。此外，胃肠道还有一个广泛的内分泌信号系统，许多胃肠道的功能受到神经和内分泌的双重调节。ENS也与胃肠道的内在免疫系统相互作用。
血清素与抑郁症
5-羟色胺（5-HTP）俗称血清素，是一种单胺类神经递质。血清素主要存在于动物（包括人）的胃肠道、血小板和中枢神经系统中。人体中大约90%的总血清素由胃肠道肠嗜铬细胞分泌，主要用于调节肠道运动。其余的由中枢神经系统（5-羟色胺能神经元）合成。血清素具有多种功能，包括调节情绪、食欲和睡眠等。
血清素一般被认为与情绪相关，但这一说法其实缺乏直接证据，因为大脑内部的血清素浓度是无法检测的。即便如此，许多抗抑郁药物的研发仍然遵循这种理论。目前比较常用的抗抑郁药物如氟西汀（商品名为“百忧解”）和西酞普兰等，其作用原理都是通过抑制神经递质再吸收来提高神经突触间的血清素浓度，从而降低抑郁程度。但血清素在大脑中的具体作用机制仍然未知。
肥胖症新疗法
肥胖已成为世界性的问题。很多重度肥胖症患者不得不借助手术来减轻体重。患者切除75%的胃后，只需很少的食物就能吃饱。
但是对接受这种手术的患者的研究发现，这种手术也会对连接ENS和大脑的迷走神经造成影响。这一结果开启了治疗肥胖症的新思路，即通过阻断迷走神经控制食欲的信号来减小胃口。针对这一点，美国一家公司开发出一种植入装置。据报道，使用它的患者在一年内减去了三分之一的超标体重，其中四分之一的患者减重超过一半。此外，法国研究人员已经开始测试无需手术植入的减肥装置。
作者：何若雪
来源：《大自然探索》2017年第05期
