議題背景：

今（2023）年6月12日台北時間晚間23:00，國際期刊《自然代謝》（Nature Metabolism）發表一篇由耶魯大學醫學院（Yale University School of Medicine）與荷蘭阿姆斯特丹大學（Universiteit van Amsterdam）影像診斷與核子醫學院的研究團隊所做的研究〈Brain responses to nutrients are severely impaired and not reversed by weight loss in humans with obesity: a randomized crossover study〉。

研究團隊比較了各30位健康體重的受試者（BMI值25以下）以及BMI值30以上的肥胖受試者，分別注入葡萄糖、脂肪，以及水，到他們的胃，同時量測他們大腦神經活動以及釋放多巴胺的影像（MRI以及SPECT）。研究發現肥胖的人，大腦對葡萄糖及脂肪進入胃中的反應比BMI健康的人弱，而且經過12週控制飲食的減肥方式，讓肥胖者減重10%之後，還不能讓這些肥胖的人大腦對胃裡面有營養物質的反應恢復成跟BMI健康的人一樣。《自然代謝》期刊的新聞提到，由於很常見到減肥後體重反彈增加的狀況，這篇研究有助於瞭解肥胖對大腦的影響，未來從中找出腸和腦之間（腦與腸軸）如何相互傳遞訊息，來幫助肥胖者減重。

台灣科技媒體中心邀請用MRI影像分析腦部葡萄糖代謝、結構和功能性連結的專家，解析此研究的重要性。

研究原文：

專家怎麼說？

【黃聖言與陳育文】

2023年06月12日
中央研究院轉譯醫學中心動物影像設施／中央研究院生物醫學研究所 副研究員 黃聖言
中央研究院轉譯醫學中心動物影像設施經理 陳育文

新的研究結果揭示了大腦化學物質與行為的密切關係，特別是過往研究認為食慾和腦部所產生的愉悅感有關，如多巴胺的釋放[1-4]，但還需要更多研究以了解這種愉悅感是來自吃到美食的快感還是人體對營養的需求。

本篇研究直接透過胃管向人的胃中注入葡萄糖和脂肪，證明了腦部感知營養的信號不需要經過口腔的感知。研究中使用了fMRI與SPECT兩種醫療影像，其中fMRI能夠觀察大腦神經活動的變化，而SPECT能夠分析大腦多巴胺的釋放情況。研究結論顯示，無論個體的體重或代謝狀態如何，胃內注入葡萄糖都會導致大腦多巴胺的釋放增加，但胃內注入脂肪不會引發肥胖的受試者大腦多巴胺的釋放。這個發現引領出一系列的假設，作者認為肥胖患者的大腦對脂肪的反應減少可能與大腦神經傳遞訊號的方式改變有關。

值得注意的是，雖然研究假設過度肥胖者的大腦對於葡萄糖訊號的反應變弱，可能表示肥胖對大腦訊號的影響無法逆轉，但這份研究結果僅能說明肥胖者大腦對於腸部營養訊號的反應不清晰，無法明確說明這個問題來自於腸—腦連結的失靈或是腦內部神經元彼此連結的降低。

此外，由於目前的研究只針對40歲以上的族群，且觀察和收集數據的時間非常短暫，肥胖者減肥後12周就測試大腦的反應，因此還有待研究其他年齡，以及是不是肥胖後腦部神經傳遞訊號的方式改變和長期不可逆的現象。然而，由於減肥後復胖的現象普遍存在，這項研究也提供後續研究腸與腦之間的訊號傳導如何影響減肥和體重變化的基礎。

這部分的相關研究，科學家努力的主要是更全面理解腸與腦信號傳導的影響。例如，在臨床治療中觀察到減肥手術後，病患的行為變化（如飲食習慣和情緒變化）[5]，過去其他研究團隊曾利用MRI，即腦部核磁共振影像，去探索腦部的實體神經及功能性連結的改變[6-8]。這些過往的發現指出，我們或許可以用外在的因素改變肥胖患者的飲食行為。若如同本篇研究的假說，大腦感知營養的反應減弱是不可逆的，那麼手術應該也沒有效果，但整體來說，目前台灣臨床有觀察到胃繞道手術跟減肥針的病人，飲食習慣大幅改變。所以針對肥胖與神經傳遞訊號改變的假說需要更多實驗支持，也是我們的團隊正在進行的研究之一。

參考文獻：

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[5]   Zakeri, R.; Batterham, R. L., Potential mechanisms underlying the effect of bariatric surgery on eating behaviour. Current Opinion in Endocrinology & Diabetes and Obesity 2018, 25 (1), 3-11.

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[8]   Kullmann, S.;  Schweizer, F.;  Veit, R.;  Fritsche, A.; Preissl, H., Compromised white matter integrity in obesity. Obesity reviews 2015, 16 (4), 273-281.

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