原文：艾瑪·揚
譯者：伏維閣主
這是一個很不順心的早晨。
你上班遲到了，錯過了一個關鍵的會議，現在你的老闆對你十分生氣。所以你在午餐時直接走過沙拉區，直奔那些特別油膩的食物。你控制不住自己——在我們倍感壓力時，大腦會鼓勵我們尋找「慰藉食物」。這一點已經眾所周知。
但你可能不知道的是，真正的罪魁禍首或許並不是那個藏在你顱骨裡的大腦，而是你的「另一個大腦」。
無論是轉換心情、做出決策還是採取行動，你頭頂的那個大腦，都不是你身上唯一一個進行思考的部件。
是的，你沒看錯，你還有「另一個大腦」。你的身體裡還有另一套獨立的神經系統。其機制實在太過複雜，因此常被人戲稱為「第二個大腦」。它擁有大約5億個神經元——差不過是大鼠大腦神經元的5倍之多；它大約有9米長，從你的食道一直延伸到你的肛門。或許正是這個大腦，讓你在承受壓力時更加渴望薯片、巧克力和餅乾。
圖片作者：薩姆·福爾克納（Sam Falconer）
腸神經系統（enteric nervous system ENS）嵌在腸道壁上。科學家從很久以前就知道它能控制消化運動。但現在看來，它似乎也在我們的身體和精神健康方面扮演著相當重要的角色。它既可以獨立工作，也可以跟你頭頂的那個大腦通力合作。雖然你意識不到自己的腸道正在進行「思考」，但是腸神經系統確實可以幫助你察覺環境中的威脅，進而影響你作何反應。紐約市哥倫比亞長老會醫療中心（Columbia-Presbyterian Medical Center）的麥可·葛森（Michael Gershon）介紹說：「腸道向大腦發送的大量信息，都會影響我們的幸福感——我們甚至都意識不到。」
如果你「潛入」人體內部，你肯定能找到大腦，還有那些從脊髓發出來的末梢神經細胞。但腸神經系統是一套廣泛分布在兩層腸道組織裡的神經網絡，遠不如大腦那樣明顯（如下圖）。因此，直到19世紀中葉，科學家才發現了它的存在。它是自主神經系統的組成部分。自主神經系統屬於外周神經系統，專門負責控制內臟的運作。它也是「原始的神經系統」（original nervous system），早在距今5億年前的首批脊椎動物身上就已經出現。後來隨著脊椎動物不斷演化，它也變得越來越複雜——甚至有可能是它促進了大腦的形成。
原文配圖，由譯者編譯製作
消化當然是一項複雜的工作。所以有一套專門的神經網絡負責調控，確實合情合理。腸神經系統不僅可以控制食物在胃中的機械混合、調節肌肉收縮從而讓食物在腸道中移動，而且還能維持腸道不同部位的生化環境，維持消化酶工作所需的正常酸鹼度和化學組成。
但是腸神經系統之所以需要那麼多神經元，其實還有另外一個原因：吃東西總會帶來危險。因此腸道跟皮膚差不多，它們都必須阻止潛在的危險入侵者——比如細菌和病毒——進入身體內部。如果有病原體穿過腸壁，腸壁上的免疫細胞就會分泌包括組胺在內的發炎物質（inflammatory substances），讓腸神經系統中的神經元捕捉到危險信號。然後「腸中大腦」要麼會催發腹瀉，要麼會警告「頭頂大腦」。而「頭頂大腦」可能會決定催發嘔吐反應，或者讓人上吐下瀉。
神經元示意圖 | 圖片來源：wikipedia
你一定知道這些激烈的腸道反應，或者某些輕微一點的，伴隨興奮、恐懼和壓力而來的胃部感覺——你甚至都不需要成為一名腸道病專家。過去數百年來，人們一直相信腸道會與大腦相互作用，從而影響人類健康，或者給人帶來疾病。不過直到上個世紀，科學家才開始仔細研究這二者之間的關聯。該領域的先驅人物有二：一位是美國醫生拜倫·羅賓遜（Byron Robinson），他在1907年出版了《腹部和盆骨中的大腦》（The Abdominal and Pelvic Brain）；另一位是跟他同時代的英國生理學家約翰內斯·蘭利（Johannis Langley），他發明了「腸神經系統」這個詞。大約就在那個時候，科學家才清楚了解到腸神經系統可以自主運作；就算把它和大腦的主要連接——迷走神經——切斷，腸神經系統依然能調控消化運動。雖然科學家做出了這些重大發現，但學界對「腸中大腦」的興趣曾經一度衰落。直到20世紀90年代，一個名為「神經胃腸病學」（neurogastroenterology）的新領域才橫空出世。
我們現在知道，腸神經系統不僅可以自主運作，而且還能影響大腦。事實上，在迷走神經傳遞的信號中，大約90%都並非來自「頭頂大腦」，而是來自腸神經系統（American Journal of Physiology - Gastrointestinal and Liver Physiology, vol 283, p G1217）。
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是什麼讓你感覺良好？
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我們的「第二個大腦」跟「第一個大腦」有許多共同特性。比如它也是由多種不同類型的神經元組成的，而且也擁有膠質支持細胞。它也有自己的血-腦屏障，可以讓自己的生理環境維持穩定。它也能產生種類紛繁的激素和大約40種神經遞質，與大腦中發現的神經遞質屬於同一類型。事實上，科學家認為腸道神經元產生的多巴胺，就跟「頭頂大腦」產生的一樣多。最有意思的是，無論你何時進行測量，人體內大約95%的血清素都存在於腸神經系統之中。
突觸傳導示意圖，其中紅褐色的顆粒狀物質就是「神經遞質」 | 圖片來源：Newcastle University
那麼這些神經遞質到底在腸道中做了什麼呢？大腦中的多巴胺，是一種與愉悅和獎勵系統有關的信號傳導分子。腸道中的多巴胺也同樣是一種信號傳導分子。比如它可以在神經元之間傳送消息，協調結腸肌肉收縮。腸神經系統裡的另外一種信號傳導分子是血清素——它還有個更廣為人知的名字：「感覺良好分子」，因為它可以防止抑鬱，還能調節睡眠、食慾和體溫。但是它的影響遠不止如此而已。腸道產生的血清素可以進入血液之中，參與修復肝臟和肺部的受損細胞。它對於心臟的正常發育也十分重要，還能通過抑制骨骼形成來調節骨骼密度（Cell, vol 135, p 825）。
但這又會對我們的心情產生怎樣的影響？我們的「腸中大腦」本身顯然沒有情感，但它是否會影響「頭頂大腦」產生的情感？科學家一般認為，在腸道中產生的神經遞質不能進入大腦——雖然從理論上說，它們可以進入缺乏血-腦屏障的小型大腦區域，比如下丘腦。但不管怎麼說，腸道向大腦傳送的神經信號，似乎確實可以影響心情。比如一項發表於2006年的研究指出，在其他治療手段都失敗的情況下，刺激迷走神經也可以成為一種治療慢性抑鬱症的有效辦法（The British Journal of Psychiatry, vol 189, p 282）。
我們似乎也能通過這些由腸道傳遞給大腦的信號，來解釋為什麼油膩的食物會讓我們感到快樂。當我們攝取食物的時候，腸道內壁的細胞受體可以感覺到脂肪酸的存在，然後向大腦發送神經信號。不過它的作用似乎不僅僅是讓大腦知道你都吃了什麼。研究者往一群志願者的腸道裡直接注射脂肪酸，給另一群志願者注入生理鹽水。大腦掃描結果顯示，注射脂肪酸的被試對悲傷圖畫和音樂產生的反應，不如對照組那般強烈。他們向研究者報告的傷感程度，大約也只有對照組的一半（The Journal of Clinical Investigation, vol 121, p 3094）。
腸道向大腦傳送的神經信號，也可以影響心情哦 | 圖片來源：《Inside Out》
另外還有證據顯示，當我們對壓力做出反應時，我們的兩個大腦之間也有聯繫。有句英語俗諺說得好，「胃裡仿佛有群掙扎不安的蝴蝶」（butterflies in the stomach）。這其實說的正是大腦觸發「戰鬥或逃跑」的反應之後，血液離開胃部、進入肌肉給你帶來的感覺。壓力也會刺激腸道產生更多的生長素——這種激素不單會讓你感到更加飢餓，還會讓你感到不那麼焦慮和抑鬱。生長素也會刺激大腦釋放多巴胺——它既可以觸發快感和獎勵系統中的神經元，進行直接刺激；也可以通過迷走神經傳遞的信號，進行間接刺激。
德克薩斯州達拉斯市德州大學西南醫學中心（UT Southwestern Medical Center）的傑弗裡·齊格曼（Jeffrey Zigman）介紹說，在我們的演化歷程中，生長素在緩解壓力方面可能起到了十分重要的作用，因為我們在野外冒險搜尋食物時需要保持冷靜。他的研究小組在2011年報告說，受到慢性應激刺激的小鼠會尋找脂肪含量高的食物，而因為基因改造無法在刺激下合成生長素的小鼠則不會受到影響（The Journal of Clinical Investigation, vol 121, p 2684）。齊格曼指出，我們現代人可以輕易獲取高脂肪含量的食物；因此慢性應激刺激或抑鬱給我們帶來的影響，不僅僅是長期提升我們的生長素水平，而且還能造成肥胖。
圖片來源：pixabay
我們的腸道和精神狀態之間，為什麼會演化出如此強烈的關聯性？葛森認為，原因在於我們可以通過腸道獲得大量的環境信息。他說：「請記住：我們腸道內的世界，其實就是我們身體外的世界。」所以我們不單可以通過眼睛看到危險、通過耳朵聽到危險，還能通過腸道偵測危險。美國馬裡蘭州巴爾的摩市約翰霍普金斯中心（Johns Hopkins Center for Neurogastroenterology）的神經胃腸病學主任潘卡·帕斯理查（Pankaj Pasricha）指出，如果沒有腸道，就沒有維持生命的能量。他說：「腸道的活力和健康運作特別重要，所以大腦需要跟腸道建立起直接而密切的聯繫。」
但是這兩個大腦的本質區別又在哪裡呢？大多數研究者都認為，區別在於「記憶」——但是葛森不這麼看。他會告訴你這樣一個故事：曾有一名美國軍醫院的護士，在每天早上10點鐘準時給病房裡的癱瘓病人灌腸。在他離開醫院之後，他的繼任者取消了這套流程。但在第二天早上10點鐘，病房裡的所有患者都自動開始進行排便運動。雖然葛森承認，除這則來自於20世紀60年代的軼事之外，目前還沒有任何關於「腸道記憶」的報告，但是他願意對此觀點抱持開放的態度。
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腸道與「直覺」
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下一個要討論的問題就是如何做決策了。
「直覺」或「直覺反應」兩個詞的英文一個是「gut instinct」，一個是「gut reaction」，都包含了「gut」——也就是「腸道」。但其實「胃中有蝴蝶」之類的反應，根源仍然在於大腦傳來的「戰鬥或逃跑」信號。這類信號會讓我們產生焦慮或興奮之感，進而影響我們的決策，讓我們決定該不該玩蹦極，或者該不該安排第二次約會。但是這些決策是否有可能來自於你的「第二個大腦」？這一說法並沒有得到確切的證明。潛意識中的「直覺」，確實需要腸神經系統參與；但真正感覺到威脅的，其實還是我們頭頂上的大腦。就連葛森都認為，我們的「第二大腦」無法進行有意識、有邏輯的理性判斷。用他的話說：「宗教、詩歌、哲學、政治——這些玩意全都屬於『頭頂大腦』。」
不過我們也逐漸了解到，如果沒有一個健康、發育成熟的腸神經系統，那麼我們面臨的問題遠不止消化不良這麼簡單。帕斯理查發現，如果對新生大鼠的胃部施加較為溫和的化學刺激，會讓它們比其他大鼠更加鬱悶和焦慮；即使在生理損傷痊癒之後，心理症狀也仍然會持續很長時間。他說，包括刺激皮膚在內的其他傷害，就不會產生這樣的影響。
另外，研究者也發現，母乳中包含催產素在內的多種成分，都有助於腸道內神經元的發展（Molecular Nutrition and Food Research, vol 55, p 1592）。這或許可以解釋，為什麼那些未經過母乳哺育的早產兒，更容易罹患下痢和壞死性小腸結腸炎——部分腸道發炎壞死。
圖片來源：pexels
血清素對於腸神經系統的正常發育來說也至關重要。身兼數職的血清素，在此扮演的是「生長因子」的角色。腸神經系統中負責生產血清素的細胞，很早就已經開始發育。葛森在突變的小鼠身上發現，如果該細胞的發育受到幹擾，「第二個大腦」就無法正常發育。葛森認為，兒童早年經歷的腸道感染或極度壓力，可能也會帶來同樣的影響，甚至可能會導致他們以後患上腸易激症候群（irritable bowel syndrome）——其主要症狀是慢性腹痛和頻繁腹瀉或便秘，而且常常伴有抑鬱。因此，腸易激症候群的產生原因，有可能是腸神經系統的神經元變性。這一觀點已經得到了最新研究的支持。研究顯示，在100個患有腸易激症候群的病人中，有87人體內帶有可以攻擊和殺死腸道神經元的抗體（Journal of Neurogastroenterology and Motility, vol 18, p 78）。
綜上所述，腸神經系統一旦出現問題，可能會給我們帶來各種各樣的健康問題。這也意味著我們以前對「第二個大腦」的重視還遠遠不夠。帕斯理查說：「它如果發生畸變，會給我們帶來不少苦頭，」他認為，如果我們能更深入地了解「第二個大腦」，必將有助於我們控制各種病症，無論是肥胖、糖尿病，還是阿茲海默氏症和帕金森氏症這類通常被認為與大腦有關的疾病（請見本文最後一部分「腸道與神經系統疾病」）。然而到目前為止，意圖探究「第二個大腦」的研究者仍然太少。帕斯理查說：「這是一個很有潛力的領域。但是它目前受到的關注實在太少。」
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腸道與神經系統疾病
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現在已經有越來越多人認識到，我們腸道裡的神經系統絕不僅僅負責消化。部分原因在於，科學家發現「第二個大腦」與多種大腦疾病有關。以帕金森氏症為例：這是一種與運動和肌肉控制有關的疾病，其病因是大腦中負責生產多巴胺的細胞損失。但是德國法蘭克福大學的海科·布拉克（Heiko Braak）發現，造成細胞損失的蛋白質團塊「萊維小體」（Lewy bodies），同樣也出現在腸道內負責生產多巴胺的神經元中。布拉克檢查了死於帕金森氏症的患者體內萊維小體的分布狀況，認為萊維小體其實最早出現於腸道（可能是病毒等環境因素造成的），繼而經由迷走神經擴散至大腦。
與之類似，在阿茲海默氏症患者大腦裡找到的特徵斑塊或纏結，也同樣存在於他們的腸道神經元裡。我們知道，自閉症患者也容易患上腸胃病——科學家認為，引起這類腸胃病的，正是那些影響大腦神經元的基因突變。
潘卡·帕斯理查介紹說，雖然我們才剛剛開始了解兩個大腦之間的相互作用，但腸道已經為我們開啟了一扇研究大腦病理學的窗口。「從理論上說，我們可以通過腸道活檢進行早期診斷，也能以此來監測患者對治療的反應。」
圖片來源：pixabay
「第二個大腦」裡的細胞甚至還能「還諸彼身」，用於治療。在治療神經退行性疾病方面，有一種實驗性的幹預方法，需要把神經幹細胞移植到大腦裡，以補充損失的神經元。但從大腦或脊髓中提取神經幹細胞並不容易。不過科學家現在已經在成年人的腸道中找到了神經幹細胞（Cell Tissue Research, vol 344, p 217）。從理論上說，這些神經幹細胞可以通過簡單的內窺鏡腸活檢手術提取出來。這就給我們提供了一個完美的神經幹細胞來源。事實上，帕斯理查的研究小組目前正計劃用這種方法來治療包括帕金森氏症在內的疾病。
*本文作者艾瑪·揚是一名生活在英國謝菲爾德的作家。
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題圖來源：Pixabay
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