PNAS揭示腸腦軸的神經連接-皮層控制胃功能的亞區

中樞神經系統既影響胃腸系統又受胃腸系統影響，這就有了腸腦軸這種概念。關於腸腦軸連接的大多數研究都集中在將腸道及其微生物組信號與腦功能改變聯繫起來的傳導通路上。胃功能的控制是由自主神經系統的副交感神經和交感神經介導的，副交感神經纖維來自左、右迷走神經，對胃腸道的調控主要是興奮性的，增加胃分泌物並增強進食時平滑肌收縮的模式(1)。

而來自於腹腔神經節的交感神經對胃腸道的整體作用是抑制性的，減緩了胃腸道的運輸和分泌。這種抑制作用主要通過抑制膽鹼能傳遞的調節和對括約肌區域平滑肌的刺激作用來實現。

2020年5月19日賓夕法尼亞州匹茲堡大學的DavidLevinthal和PeterStrick研究團隊將狂犬病病毒注射到大鼠的胃中揭示了大腦皮層與控制胃功能的外周副交感和交感神經的解剖學連接(2)。

在副交感神經環路中一級神經元在迷走神經的背運動核，二級神經元在孤束核，三級神經元在大腦皮層V層，這種三級神經投射結構解釋皮層通過控制副交感神經調控胃功能。胃逆行投射在大腦皮層的神經元約81%的在島葉皮層，13%的在前額葉皮層。更有意思的是，影響胃副交感神經的皮質神經元主要集中在大腦左側半球。

而在大腦調控胃功能的交感神經環路中存在四級通路，一級神經元位於腹腔神經節，二級神經元位於脊髓中間外側柱，三級神經元位於腦幹的延髓頭端腹外側區，四級神經元位於大腦皮層V層。逆行標記的皮層的神經元62.2％位於初級運動皮層，15.4％位於初級體感皮層和8.3％位於次級運動皮層。影響胃交感控制的皮質神經元位於右半球。

影響胃交感神經和副交感神經的皮層神經元分布，圖引自2.

儘管胃腸道內有一個巨大的神經元網可以控制胃腸的功能，但是它還是存在與大腦相連的神經通路。目前研究發現在腸神經系統存在約2-6億個神經元，相當於脊髓中神經元的數量（3）。

目前臨床研究發現精神情緒因素會引起腸胃疾病。本文繪製了胃-大腦的功能神經解剖結構，為了解大腦如何調節這些胃腸道功能奠定了基礎。這些解剖連接可以解釋壓力如何導致潰瘍和其他胃腸道疾病：自上而下的神經通路中特定的節後交感神經和副交感神經元亞群可能參與介導了與情緒有關的胃腸道運動。

參考文獻：

1.E. A. Mayer,Gut feelings: The emerging biology of gut-brain communication. Nat.Rev. Neurosci. 12, 453–466 (2011)

2. Multiple areas of the cerebral cortex influence the stomach

3.Furness, JB. TheEnteric Nervous System. Blackwell; Oxford: 2006. A comprehensive overview ofall aspects of the enteric nervous system, Rev. Neurosci. 12, 453–466 (2011)1.