肠道轴是连接中枢神经系统和胃肠道（GI）区域的通信网络。大脑通过传入的神经纤维从胃中接收感觉信号，这会触发神经系统反应，这些反应通过传出神经纤维送回周围。诸如饱满或饥饿之类的感觉归因于肠道轴的过程。
传入与传出神经
传入神经- 也称为感觉神经元 - 从感觉受体传递信息到大脑。
Efferent nerves– also known as motor neurons – carry signals from the brain to the periphery, initiating a physiological response.
迷走神经 - 有时被称为“流浪神经”，这是由于其长长的蜿蜒曲折的道路穿过人体 - 是肠道 - 脑轴的关键人物。位于胃壁上的受体触发了有关胃的“饱满”的信号，这些胃是如何通过迷走神经传递到大脑的。处理后，这些信号将通过传出的迷走神经信号传递到GI平滑肌，有助于调节肌肉运动和帮助消化。
人们可以很好地了解迷走神经在调节消化速度中的作用。但是，迷走神经刺激是否会导致整个大脑的更广泛的影响，影响到涉及高阶认知功能的区域，例如目标指导的行为，尚不清楚 - 到目前为止。
Professor Nils Kroemer, researcher in the神经Tübingen和Bonn大学医院的Madlab研究了动机，行动和欲望的神经生物学原理。今年早些时候，克雷默及其同事published a study这是第一次表明对迷走神经的非侵入性刺激如何在几分钟内加强胃和大脑之间的通讯。研究人员使用非侵入性技术记录胃和大脑，还能够证明这种耦合效应如何在大脑的亚皮质和皮质区域传播。这些发现可能具有治疗性应用，因为某些精神障碍的特征是对大脑的感觉输入减少。
In thisAsk the Researcher，我们采访了克罗默（Kroemer），以了解使这项研究成为可能的技术，以及这项研究如何增强我们对肠道脑沟通的了解。
Molly Campbell (MC): Can you describe your laboratory’s focus – the neurobiological basis of motivation, action and desire (neuroMADLAB). How did this line of work evolve?
nils Kroemer (NK):动机是我们日常生活的关键要素。毫不奇怪，在各种精神障碍（例如重度抑郁症）中经常观察到动机功能障碍，从而导致重大损害。但是，我们目前缺乏许多动机功能障碍的迅速有效的治疗方法。我们实验室的任务是确定作用的神经生物学机制，并渴望评估其在改善患者异常动机方面的转化潜力。
我们的希望是确定大脑中可以迅速激活的电路以恢复与奖励相关的行为的动机控制，就像饥饿或饱腹那样可以迅速上调或下调我们寻求和食用食物的动力。
MC：研究表明，迷走神经可以通过大脑调节消化。您的研究证明了如何. Can you summarize how your study addresses this question?
nK:We knew that the vagus nerve played a vital role in regulating the speed of the digestive tract. In previous work, we had also shown that non-invasively stimulating vagal afferents at the ear can reduce the frequency of the pacemaker cells of the stomach. These gastric myoelectric signals can be recorded using electrogastrography, a classical method that is conceptually similar to an ECG, but for the stomach. The mechanism that adjusts the speed of the digestive tracts is known as the vago-vagal reflex because it is modulated via the brainstem, a small part of the brain that is directly innervated by vagal afferents.
但是，我们没有完全理解迷走神经刺激是否会导致大脑的皮质下或皮质区域的更广泛影响，这些影响涉及高阶认知功能，包括目标指导的行为。我们对经皮迷走神经刺激（TVN）对所谓胃网络的潜在调节作用感兴趣。最近发现的大脑网络与胃的节奏相锁定。分析阶段同步或“耦合”是研究神经科学区域与网络之间交流的典型方法。
在我们的新研究中，我们将对迷走神经传入的非侵入性刺激与并发的脑成像和电及术记录相结合，这在技术上非常苛刻。这种新型的急性脑刺激与胃和大脑无创记录的结合使我们在人类中首次表现出对迷走神经的刺激会增加胃和大脑之间的耦合。
MC：您发现迷走神经刺激对大脑多个区域的胃脑耦合具有调节作用。您可以讨论这些地区及其重要性吗？
nK:这些发现有助于我们将不同的研究链连接到大脑中能量代谢如何实现的神经解剖学模型中。首先，它表明最近发现的胃网络对神经神经对神经调节的输入敏感，这表明它可能在代谢感应中起重要作用，包括饥饿与饱腹感的主观感觉。刺激引起的与我们在扫描之前和之后收集的饥饿和饱腹感的相关性变化的变化也支持了这种解释。
其次，它有助于我们更好地理解迷走神经传入在行为自适应控制中的功能作用。如果迷走神经刺激增加了胃和大脑之间的耦合，我们预计这将增加代谢状态与行为的相关性和其他实验的最新数据支持这种解释。
第三，我们知道几种疾病的特征是身体（互感）信号的传感降低。如果我们有一种非侵入性方法可以增加消化道和大脑信号之间的通信，则可以更有效地治疗这些疾病。在一项针对重度抑郁症患者（MDD）的新研究中，我们正在跟踪这一想法，他们经常患有诸如胃肠道问题之类的躯体症状。
MC：您正在进一步研究可能应用抑郁症的刺激。您能否讨论为什么，您是否可以谈论这项研究的任何更新？
nK:Although we think of depression as a mental disorder, it is striking to see how many symptoms are related to altered bodily sensations, specifically if it is a more severe episode of depression. Unfortunately, first-line treatments for depression often do not improve motivational or somatic symptoms as much as they improve mood and anxiety, and it takes weeks or months before substantial anti-depressive effects arise.
这种延迟可能会导致长时间没有改善对第一线治疗方法的改进。因此，对机械治疗的需求巨大，可以导致抑郁症的关键症状更快地改善。我们目前正在进行两项包括MDD患者的研究，在该研究中，我们尝试使用一种施用Ghrelin（一种在胃中合成的神经肽或迷走神经刺激）来模仿肠道的动机信号。我们很肯定的是，这些研究的最初见解可以在2023年底发表，并希望这可以为治疗带来新的途径。
MC：您对工作的未来有什么希望？
nK:我认为，我们拥有非常有力的机制，可以根据当前的要求来规范我们的动力。例如，我们大多数人都可以抵抗我们最喜欢的食物的诱惑，即使它将其放在我们面前，鉴于我们已经陈旧而不饿。同样，在健康的人中，代谢反馈很快，一旦满足我们的稳态需求，我们将停止进食。
From a therapeutic point of view, this seems to be the perfect endogenous system to guide motivation if we can help people regain control over their reward-related behavior using targeted neuromodulation. The role of the gut in the adaptive control of behavior has been neglected for a long time and I am optimistic that the recent surge of interest will lead to the necessary investments in clinical research so that we can develop novel approaches that capitalize on our body’s own feedback circuit.
Professor Nils Kroemer was speaking to Molly Campbell, Senior Science Writer for Technology Networks.
