对一只饥饿的果蝇而言，巧克力的气味并非甜点，而是一条生命线。果蝇和所有动物一样，会本能地感知饮食中缺失的成分，并调整进食习惯以恢复平衡。尚未明确的是，大脑如何将这种内部信号——身体无声的“我需要这个”——转化为专注的渴望。换言之，生理需求如何演变为感官欲望。
尚帕利莫德研究中心的新研究揭示了，即使缺少一种必需氨基酸，也能重塑果蝇的大脑，使其嗅觉更敏锐地捕捉能提供营养增强的微生物盟友。
该研究的共同第一作者西尔维娅·亨里克斯在新闻稿中表示：“果蝇通过嗅觉追踪细菌，似乎已进化出利用微生物作为盟友的能力，在面临氨基酸缺乏挑战时，寻找能提高生存机会的伙伴。”
大脑如何将营养需求转化为渴望
为探索这一联系，研究人员聚焦必需氨基酸——动物无法自行合成、必须从食物中获取的蛋白质基本构件。缺少任一氨基酸都会导致身体失衡，减缓新陈代谢，并触发大脑寻找高蛋白食物。
研究人员为果蝇提供控制饮食，每种饮食缺失10种必需氨基酸中的一种，并分析其头部基因激活情况。每种营养缺乏均产生独特基因印记，但部分反应具有普遍性。两个与嗅觉相关的基因——Or92a和Ir76a——在氨基酸缺失时始终被激活，揭示了连接营养需求与感官变化的共同分子通路。
饥饿如何将感官调向酵母和微生物
这两个基因成为饥饿改变行为的核心。Or92a受体可检测双乙酰，这是一种由发酵酵母释放的黄油味化合物——果蝇的主要蛋白质来源。当该受体失效时，昆虫仍能定位酵母但进食减少，表明嗅觉不仅用于寻找食物，还影响对食物奖励价值的判断。
第二个受体Ir76a则对苯乙胺（PEA）产生反应，这种分子由发酵奶酪和巧克力等食物的细菌产生。
“那一刻一切豁然开朗，”亨里克斯在新闻稿中解释道，“果蝇并非被巧克力本身吸引，而是对这些食物中生长的细菌做出响应。而这些细菌本就是果蝇微生物群的自然居民。”
当营养缺乏的果蝇接触活体乳酸杆菌和醋酸杆菌——负责发酵的相同微生物——其神经元放电强度显著增强，并急切进食。然而死细菌则毫无吸引力。
该研究第一作者吉莉·埃兹拉-内沃补充道：“这是最令人惊讶的发现。它证明果蝇的嗅觉系统被精确调谐以检测细菌，且这种调谐取决于其内部营养状态。”
通过重新编程嗅觉，果蝇不仅是在寻找食物，更是在锁定能助其恢复的微生物伙伴。
我们能从中学到什么关于人类食欲的知识
这项研究拓展了生物学关键问题：我们的内部状态如何重塑感知。它表明当营养不足时，大脑并非被动反应——而是重构感觉机制，改变外界信息处理方式。
在这些果蝇中，饥饿并非信号而是开关，改变其体验环境的方式以满足需求。这提醒我们，身体与大脑的界限并非固定——它随每个需求信号而动态调整。
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