饿了会不会影响大脑

饿久了，大脑会进入“省电模式”！感官被削弱，还看不清东西

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来自奥菲斯的杨静
qubit |微信官方账号QbitA

你有没有想过大脑其实和手机电脑一样有节能模式？

科学家最近发现，当老鼠长时间节食时，它们的大脑会进入这种模式，这将导致视觉感知的准确性降低。

换句话说，在这种状态下，老鼠看到的是低分辨率的整个世界。

莱康康这是什么研究？

如何节约大脑能量？

大脑虽然只占身体质量的不到2%，却消耗了总热量摄入的20%左右，其中大脑皮层网络的能量消耗占50%。

但就像手机和电脑在没电的时候会切换到低功耗模式，以保持基本的任务流正常运行。

打个比方，人脑会不会也有它的节能策略？

在这种背景下，爱丁堡大学的神经科学家开始研究老鼠的视觉系统。

首先，设置环境。研究人员连续三周限制老鼠的食量，使它们的体重减轻了15%-20%。

他们还注意到并不饿。

然后，评估神经元活性和ATP消耗。

我们的脑细胞，主要依靠葡萄糖的稳定输送，将其转化为三磷酸腺苷(ATP)，并促进其信息处理。

研究人员检查了小鼠初级视觉皮层系统V1的信息编码和能量消耗。

具体来说，他们设计了一个有两个“出口”的水下密室，每个出口都标有不同角度的黑白条纹。

垂直(90度)的图像是真正的出口，老鼠可以通过它离开水。

经过几次训练，老鼠学会了将出口与垂直角度模式联系起来。

到了真正的实验阶段，研究人员使用全细胞膜片钳和双光子成像进行记录和评估。

发现当正确图像和错误图像差异较大时，老鼠很容易找到平台。

但是当图片和正确的图片之间的角度小于10度时，节食的老鼠不再能像完全节食的老鼠那样准确地区分它们。

在神经活动方面，研究人员测量了神经元内部电压尖峰的数量，即神经元用于交流的电信号。

结果显示，饮食小鼠的达峰率与对照组相似，但突触中ATP的使用量大大减少，比例高达29%。

此外，他们还发现了神经元的两种变化。一个是神经元增加了输入电阻，从而降低了突触处的电流；然后静息膜电位去极化，从而保留神经元的兴奋性。

但是，当老鼠恢复正常饮食，体重恢复到原来的水平后，它的视知觉能力也恢复到了以前的水平。

研究人员认为，神经元编码准确性的降低与食物限制下脂肪量调节激素瘦素水平的降低有关。

之前也有过类似的研究。

其实早在2016年就有相关研究:短期饥饿会改变神经元处理信息的方式。

当时，来自密歇根大学的神经科学家发现，当饥饿的老鼠看到与食物相关的照片时，神经元变得非常活跃。

但只要他们有足够的食物，这种神经元活动就会减少。

在人体成像的研究中，也得到了同样的结果。

早些时候，一些研究人员意识到，饥饿几个小时后，大脑会选择性地保存能量。

哪个进程消耗的能量最多，哪个进程就会被关闭。

2013年，法国科学家在苍蝇的大脑中发现，它们会关闭形成长期记忆的大脑通路。

如果这个通路被强行激活，饥饿的苍蝇会死得更快。

但是，在更高级的大脑中是否存在类似的行为，不得而知。

至于这篇论文，是第一次研究长期节食后大脑如何适应保存能量。

感兴趣的朋友可以戳下面的纸了解更多~

论文链接:
https://www.cell.com/neuron/fulltext/s0896-6273(21)00839-4

参考链接:
https://www . quanta zine . org/the-brain-has-a-low-power-mode-that-blunts-our-senses-20220614/