肚子里的“第二大腦”

何若雪

情緒、疾病、決策行為等等，竟然都與腸胃有關？科學家發現，我們腸胃中的神經元網絡，起的作用遠不只是消化食物。

一種便攜式迷走神經刺激裝置

我們的大腦和腸胃之間存在著原始的聯系。英語中有一些關于“腸胃”的俗語：當面臨一個艱難的決定時，要“跟隨你的腸胃” （Follow your gut，意為“聽從你的直覺”）;或者當我們面臨一個考驗我們勇氣和決心的時候，那就是“腸胃的檢查時間”（gut check time）。

新的研究表明，這些俗語竟然驚人的正確。我們確實有一個存在于腸胃的“第二大腦”，它與決策等相關。這個“大腦”叫做腸神經系統（簡稱ENS），是分布于腸內部和周圍的網絡系統，由大量類似于腦部的神經元和神經遞質構成。

大多數時候我們意識不到ENS的存在，因為它的基本功能——正如我們通常的認知——是消化。但ENS和大腦的各種相似性可不是巧合。通過一條“信息高速通道”——迷走神經，ENS與大腦形成穩定連接。現已證實，腦與腸胃之間相互傳遞的信號能影響我們的決定、情緒和健康。英國ENS專家邁耶博士說：“腸胃的功能超越了其他任何器官，甚至能和大腦匹敵。這個‘第二大腦由5000萬到1億個神經細胞構成，與脊髓的神經細胞數量相當。”

全世界有很多科學家致力于探索“第二大腦”的秘密。已有的研究結果，揭示了ENS在我們的健康中扮演的重要角色和當它的功能失常時可能造成的后果。研究發現，ENS與多種疾病相關，包括肥胖、臨床抑郁癥、類風濕性關節炎和帕金森病等。反過來，這也開啟了治療這些疾病的新思路。現在已經出現了一些很有希望的結果。

會思考的腸胃

ENS以及大腦—腸胃關聯，似乎剛開始成為21世紀醫學的主要焦點。不過，最早的關于ENS重要性的線索，在100多年前就產生了。那時候，研究者們就開始對消化系統有新奇的發現。英國醫生在動物器官實驗中發現，胃和腸具有自動工作的神奇功能，即使在離開動物身體其他部分后，仍能繼續消化食物。由此看來，ENS顯然不僅僅是一堆纏繞著各個器官的神經而已，即便我們直到現在也不知道它為何擁有這樣的復雜度。

20世紀80年代，研究者們有了另一個驚人發現：ENS中充滿神經遞質，它們是對大腦活動來說很重要的化學物質。20世紀90年代末，研究人員已經開始以“第二大腦”來稱呼ENS了。這也造成了一些誤解，邁耶說：“當時有一種說法被大肆宣傳，即ENS可能是潛意識中樞。”

事實上，我們的腸胃比想象中的還要復雜。這還涉及另一個當前醫學研究重點——微生物組（又稱微生物群，即在一定生態環境中生活的所有微生物的集合）。在體內各處都能得到這樣一大群細菌、病毒和其他有機體，但群落最大、多樣性最高的還屬腸道內的微生物群。和ENS一樣，這些微生物的基本功能主要還是消化食物。但它們在腸道內的活動一直受到ENS監測，這些信息通過迷走神經直接呈遞給大腦。

80%的迷走神經都致力于傳遞這些信號，這暗示著，腸胃的狀態在維持人體健康中扮演著重要角色。我們可能都有這樣的經歷：在面對壓力時感到胃部痙攣或惡心想吐，在事情不順利時覺得胃痛。由此看來，腸胃與意識之間也并非毫無關聯。邁耶指出，大腦會對這些情景進行標記，同時也會記錄它們對腸胃的影響，也就是說將腸胃反應與情景記憶直接聯系起來。其結果是一個能快速讀取的“數據庫”。當面對新情況時，這個“數據庫”讓我們基于腸胃的感覺（而非基于有意識的思考），就可以幫助做出迅速評估。

這倒不是說，你一定要遵循腸胃的判斷。腸胃與大腦的這種交流，其質量、精確度和潛在偏差都是因人而異的。它反應雖快但也容易受到干擾，其他生命活動甚至是進食的食物都會對其造成影響。有時它還會出現錯誤。因此，當你需要作出重要決定時，冷靜的分析比這種快速的“腸胃直覺”靠譜多了。

“第二大腦”與疾病治療

我們已經越來越清楚，ENS還在更深更精細的水平上影響大腦。有證據表明，ENS也能影響情緒，甚至在抑郁癥中扮演著重要角色。雖然其具體原理仍然未知，但現在科學家已經把注意力投向在ENS中發現的眾多神經遞質的一種——血清素（5-羥色胺）。

長期以來，血清素一直被認為與抑郁癥相關，因此它一直是很多治療抑郁癥的藥物（如百憂解）的主要靶標。但人體內約95%的血清素都是由ENS而非大腦產生。其影響因素包括我們攝入的食物、微生物組的狀態和沿迷走神經傳到大腦的信號。ENS與大腦（精神）的這種關聯，導致了新的抑郁癥療法的產生。研究發現，對迷走神經的電脈沖刺激能影響大腦對血清素的利用情況，有助于緩解抑郁癥狀。

目前常用的電刺激療法需采用侵入性手術，在體內植入脈沖發生裝置。但美國哈佛大學和中國中醫科學院的研究人員最近研發出了一種無需植入的新裝置。它在體表作用，從耳朵刺激迷走神經。相比于傳統的脈沖裝置，這種夾子式的裝置更加安全和廉價。新裝置已經過34名抑郁癥患者試用，取得了較好結果。

當認識到迷走神經在腸胃—大腦連接中的重要性后，研究者們打開了思路，開始嘗試用類似方法來治療其他疾病。2016年，美國科學家發布了一項對于類風濕性關節炎的研究結果。在該項研究中，科學家用一種植入裝置刺激患者的迷走神經，發現部分患者的炎癥有所減輕。而炎癥也與許多其他疾病有關，例如潰瘍性結腸炎和癌癥等。

同時，新研究發現了腸胃和其他疾病相關的證據。這些疾病，比如帕金森病，以前被認為起源于別處。由丹麥女科學家史文森博士帶領的研究團隊最近報告說，那些通過迷走神經療法治療其他疾病的患者，其帕金森病的發病風險也大幅降低。對這一關聯的研究仍在繼續，科學家試圖通過它治療或預防神經退行性疾病。史文森說：“如果能做到這一點，那絕對會是一個巨大突破。”

監測“第二大腦”

對于ENS的研究前景非常吸引人，但要準確理解它的作用原理，還有很長的路要走。目前的迷走神經刺激實驗都屬于初步研究，其結果可能在之后的擴大實驗中被推翻。

腸胃與大腦連接的復雜性也很讓人頭痛。例如，腸易激綜合征被認為與ENS失調有關，但這種病只能靠癥狀診斷，其原因和機理完全不清楚。英國杜克大學的研究團隊正在研發用于揭開“第二大腦”秘密的關鍵工具：一套實時監控ENS活動的裝置。

這種監控系統的樣機，目前已在動物實驗中使用。這個系統的核心是一個植入的石墨烯芯片，它能識別ENS對不同神經遞質、藥物和疾病的響應情況。通過這套裝置，研究人員對“第二大腦”與大腦之間相互作用的研究有了新進展。根據對小鼠的實驗結果，刺激腸胃產生血清素可能會影響飲食行為，減輕焦慮，甚至增強大腦功能。

而這還只是開始。研究人員表示，他們目前正在開發的非植入的ENS記錄技術，將被用于更精確和個性化的診療。 以這種進展速度，也許在不久的將來，醫生們就能用耳夾來檢查我們的“第二大腦”了。

腸神經系統

腸神經系統（ENS）又稱內在神經系統，是由支配胃腸系統功能的神經元構成的一個網狀體系。它包括肌間神經叢和黏膜下神經叢兩大部分。腸神經系統擁有完整的回路，它能檢測胃腸道的生理活動，整合這些信息，調控胃腸道的運動、體液分泌、血流量等等。也就是說，ENS形成了一套具有收集信息、處理信息和輸出控制功能的“區域自治”系統。其他內臟如心、肺等也分布著神經，屬于外周神經系統。這類神經只具有輸入和輸出功能，信息處理則都由中樞神經系統（腦和脊髓）完成。也就是說，腸神經系統在消化系統中一定程度上發揮了腦的作用，因此它被稱為“第二大腦”。

腸神經系統的組成包括：分布于食道、胃壁、小腸、大腸、胰腺、膽囊和膽道的大量神經節，連接這些神經節的神經纖維，調節腸壁肌肉、黏膜上皮，小動脈和其他效應組織的神經纖維。神經節由神經元和神經膠質細胞構成，它與中樞神經系統在許多方面都有相似之處。

腸神經系統不僅能夠“區域自治”，而且與中樞神經系統及交感神經也都有著豐富的雙向交流。此外，胃腸道還有一個廣泛的內分泌信號系統，許多胃腸道的功能受到神經和內分泌的雙重調節。ENS也與胃腸道的內在免疫系統相互作用。

血清素與抑郁癥

5-羥色胺（5-HTP）俗稱血清素，是一種單胺類神經遞質。血清素主要存在于動物（包括人）的胃腸道、血小板和中樞神經系統中。人體中大約90%的總血清素由胃腸道腸嗜鉻細胞分泌，主要用于調節腸道運動。其余的由中樞神經系統（5-羥色胺能神經元）合成。血清素具有多種功能，包括調節情緒、食欲和睡眠等。

血清素一般被認為與情緒相關，但這一說法其實缺乏直接證據，因為大腦內部的血清素濃度是無法檢測的。即便如此，許多抗抑郁藥物的研發仍然遵循這種理論。目前比較常用的抗抑郁藥物如氟西汀（商品名為“百憂解”）和西酞普蘭等，其作用原理都是通過抑制神經遞質再吸收來提高神經突觸間的血清素濃度，從而降低抑郁程度。但血清素在大腦中的具體作用機制仍然未知。

肥胖癥新療法

肥胖已成為世界性的問題。很多重度肥胖癥患者不得不借助手術來減輕體重。患者切除75%的胃后，只需很少的食物就能吃飽。

但是對接受這種手術的患者的研究發現，這種手術也會對連接ENS和大腦的迷走神經造成影響。這一結果開啟了治療肥胖癥的新思路，即通過阻斷迷走神經控制食欲的信號來減小胃口。針對這一點，美國一家公司開發出一種植入裝置。據報道，使用它的患者在一年內減去了三分之一的超標體重，其中四分之一的患者減重超過一半。此外，法國研究人員已經開始測試無需手術植入的減肥裝置。