当你拿起一块巧克力，咬上一口，随着巧克力渐渐融化在嘴里，它的独特风味也从舌尖慢慢传到了大脑，你会感受到一种愉悦感。于是你毫不犹豫地决定再来一口……面对食物的各种诱惑，我们的自控力往往并不如想象中的那么强。在我们对食物的欲望背后隐藏着我们所不知道的神秘力量。通常情况下我们吃什么、何时吃、吃多少取决于两种机制。一种是饥饿机制，另一种是大脑奖赏机制。饥饿机制通过肠道和脂肪细胞的荷尔蒙进行调节，而奖赏机制重点关注我们所吃食物的类型。那除了人类之外，其它动物的食物欲望又是通过什么来调节的？
近日，福建农林大学苏松坤研究员团队牵头联合法国图卢兹第三大学Martin Giurfa教授团队、澳大利亚国立大学张少吾教授首次发现并证实蜜蜂脑部通过多巴胺调控食物欲望，揭示了蜜蜂（昆虫）拥有与哺乳动物相似的由多巴胺调控的食物欲望系统。
该研究为比较研究高等动物甚至人类对食物渴望的基本生理需求提供了新的重要科学证据；为蜜蜂采蜜的基础分子研究特点和特殊蜂种的培育提供了新的见解；也为研究与人类多巴胺和学习记忆障碍有关的生理和心理健康问题提供了新的生物模型。论文以题为 “Food Wanting is Mediated by Transient Activation of Dopaminergic Signaling in the Honey Bee Brain”发表在国际顶级学术期刊Science上。
一些背景
在哺乳动物中，涉及多巴胺信号传导的复杂神经生物学过程促进了对某物（例如食物）的潜意识“欲望”。而像蜜蜂这样的群居动物由蜂王、雄蜂和工蜂所组成，属于社会性昆虫。群体内每个个体之间密切联系，不仅为自己提供食物，还为群体提供食物，称得上动物世界群体生活的楷模。蜜蜂工蜂进行密集的觅食活动以满足个体和群体对食物的需求。在寻找到蜜源之后回巢，以不同形式的舞蹈作为传递信息的方式以表达蜜源、粉源的数量、质量、方向和距离等。蜜蜂采食所形成的“舞蹈语言”及机制成为研究脑部多巴胺神经通路和食物欲望关系的理想生物。
整理思路
首先，通过监测蜜蜂采食后回巢的行为表现，研究者们探究了蜜蜂采集后在跳舞过程中不同阶段的脑部生物胺类神经递质浓度的变化，并通过高效液相色谱-电化学检测器（HPLC-ECD）检测在不同阶段的多巴胺水平。实验结果显示，采集蜂在跳舞起始阶段和刚到达饲喂器未取食阶段，其脑部多巴胺水平显著升高（图1-A）；在即将离开蜂巢前往饲喂器和到达饲喂器时，采集蜂脑部多巴胺无显著变化（图1-B）；在采集蜂第一次到达饲喂器时，脑部多巴胺水平显著升高。同时显示飞行次数对采集蜂脑部多巴胺水平没有显著影响（图1-C）。
图1采集蜂在不同阶段脑部多巴胺水平变化
其次，为了证实采集蜂中存在基于多巴胺的需求系统，研究者们使用多巴胺拮抗剂干扰了多巴胺的信号传递，并确定这种干扰对觅食的影响。实验结果发现，在使用多巴胺拮抗剂之后，采集蜂采集食物的频率显著降低（图2-A），每次往返采集的总时间显著延长（图2-B），每次往返采集的飞行时间不变（图2-C、D），而在巢内停留时间显著增加（图2-E），表明蜜蜂的食物采集活动受到多巴胺拮抗剂抑制，食物采集欲望下降。利用拮抗剂干扰多巴胺信号传递实验结果进一步证明蜜蜂食物欲望受脑部多巴胺信号调控。
图2蜜蜂多巴胺能信号药理学阻断对采集食物行为的影响
由于蜜蜂的觅食是由蜂群的需求而不是由个体的饥饿感所决定的，研究者们探究个体的食欲需求是否也会激活多巴胺系统。实验结果发现，在蜜蜂个体处于饥饿状态时会导致蜜蜂脑部多巴胺水平显著升高（图4-A）；人为提高采集蜂多巴胺水平能够增强个体对蔗糖溶液的食欲反应（图4-B）。也就是说个体饥饿会提高采集蜂的脑部多巴胺水平，进而提高其对蔗糖溶液的快乐值进而提高其食欲相关的气味学习能力和记忆能力。
图3多巴胺调控的食物欲望系统影响蜜蜂个体食欲反应和相关的学习记忆行为
总结
综上所述，该研究通过监测蜜蜂在采集跳舞过程不同阶段的多巴胺信号分泌，定量检测和干扰采集蜂脑部所产生的生物胺信号。实验结果表明，采集蜂在跳舞的初始阶段以及离巢前往食物源阶段，脑部的多巴胺水平显著提高，同时通过多巴胺拮抗剂的抑制使得采集蜂的采集欲望降低。该研究揭示了昆虫拥有与哺乳动物相类似的由积极愉悦刺激产生欲望的神经机制。
参考文献
Huang J, Zhang Z, Feng W, et al. Food wanting is mediated by transient activation of dopaminergic signaling in the honey bee brain [J]. Science, 2022, 376(6592): 508-512.
DOI: 10.1126/science.abn9920
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn9920
