腸神經系統活動比想像複雜 專家指或比大腦演化歷史更長

腸神經系統 (enteric nervous system, ENS) 很像大腦與脊髓等的神經網絡,因此常被稱為「第二大腦」。最新刊於《通訊生物學》的研究更提出,這個「第二大腦」可能比現時的大腦演化歷史更久。

團隊利用最新開發的生物電活動技術,結合高解像度影像,分析小鼠的大腸以及其蠕動的方式。團隊從中了解到 ENS 內數以千計的神經元是如何互相溝通,令胃腸道收縮幫助消化。此前學者不清楚這些神經元如何幫助消化。

領導研究的澳洲福林德斯大學神經生理學家 Nick Spencer 指,有趣的是,在胃腸道推進和非推進收縮期間,相同的神經迴路都被激活。

團隊發現,大量被連接神經元會發出訊號,並通過興奮性(導致動作)和抑制運動神經元,推動腸內物質進一步跌入更下的腸道。

這代表 ENS 由更先進的電路網絡,覆蓋廣泛腸道和涉及不同類型協同工作,比涉及思想的神經元用量更大。

另一個重要的發現是,腸道神經活動與其他無內置神經系統的器官,如淋巴管,輸尿管,或肝門靜脈看到的推進顯著不同。團隊在報告中指,確定的機制比預期更複雜,並與其他沿著中空器官的流體推進有極大差別。

團隊指,這個發現支持 ENS 並非「第二大腦」,而是「第一大腦」的假說,意味著於大腦變成現時模樣前, ENS 在動物很長一段時間的演化中有重要地位。不過,仍需要進一步的研究來準確找出 ENS 的活動如何影響不同物種胃道的運作。

來源:
Science Alert, The 'Second Brain' in Your Gut Might Have Evolved Before The Brain in Your Head, 11 August 2021

報告:
Spencer, N.J., Travis, L., Wiklendt, L. & et al. (2021). Long range synchronization within the enteric nervous system underlies propulsion along the large intestine in mice. Commun Biol 4, 955. doi: 10.1038/s42003-021-02485-4

文/Alan Chiu

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