对于吸热动物来说，维持体温在热量上是昂贵的。哺乳动物在寒冷中吃得更多以补偿能量消耗，但这种耦合背后的神经机制尚不清楚。

2023年8月16日，斯克里普斯研究所叶立团队在Nature 在线发表题为“Xiphoid nucleus of the midline thalamus controls cold-induced food seeking”的研究论文，该研究通过行为和代谢分析，发现小鼠在寒冷时期会在节能和觅食状态之间动态切换，后者主要是由能量消耗而不是寒冷的感觉驱动的。为了确定冷诱导食物寻找的神经机制，该研究使用了全脑c-Fos图谱，并发现剑状核(Xi)，一个位于丘脑中线的小核，在与能量消耗升高相关的长时间低温下被选择性激活，但与急性冷暴露无关。

体内钙成像显示，在寒冷条件下，Xi活动与寻找食物的事件有关。利用活性依赖的病毒策略，该研究发现冷激活的Xi神经元的光遗传学和化学遗传学刺激选择性地再现了在寒冷条件下寻找食物的行为，而它们的抑制作用则抑制了这种行为。从机制上讲，Xi编码了一个情境依赖的价态开关，促进了在寒冷而不是温暖条件下的觅食行为。此外，这些行为是由Xi到伏隔核的投射介导的。总之，该研究结果表明，Xi是控制冷致摄食的关键区域，是维持吸热动物能量稳态的重要机制。

恒温动物的出现在进化过程中带来了许多适应优势；然而，这也带来了能量消耗的显著增加。为了满足这种不断增加的能量需求，哺乳动物会根据温度的变化大幅调整它们的觅食行为，环境温度和食物摄入量之间存在着紧密而不可分割的联系：环境越冷，维持核心体温所需的食物就越多。众所周知，包括人类在内的哺乳动物在寒冷的天气里吃得更多。在不同的文化中，各种各样的节日在冬天都有丰盛的宴席，这是人们过去吸热进化的证据。然而，在对哺乳动物生物学的理解中，将寒冷引起的能量需求与进食增加联系起来的神经基础仍然没有答案。

啮齿类动物是研究温度和能量消耗之间关系的绝佳模型。例如，当生活在4°C时，实验室小鼠(小家鼠)每天的食物摄入量可以增加一倍，在这种条件下，产热作用约占全身能量消耗的60% 。尽管冷感觉已被证明会通过恒温动物和变温动物大脑中保守的体感和摄食中心对摄食产生严重影响，但尚不清楚寒冷引起的能量消耗是否或如何通过食物摄入来补偿。

寒冷诱导摄食的行为和回路基础的识别（图源自Nature）

该研究结合了高分辨率的代谢和行为分析，证明了在寒冷中增加摄食是能量消耗的结果。为了确定寒冷诱导食物寻找背后的神经机制，作者使用全脑c-Fos映射，发现剑突（Xi）是中线丘脑的一个小核，被与能量消耗升高相关的长期寒冷选择性激活，但与急性寒冷暴露无关。体内钙成像显示，Xi活性与寒冷条件下的觅食发作相关。

使用活动依赖性病毒策略，该研究发现冷激活Xi神经元的光遗传学和化学遗传学刺激选择性地概括了在寒冷条件下寻找食物。从机制上讲，Xi编码了一个与上下文相关的价开关，该开关在寒冷但不温暖的条件下促进觅食行为。此外，这些行为是由Xi到核伏隔投影介导的。综上，该研究确立了Xi是控制冷诱导摄食的关键区域，是维持吸热动物能量稳态的重要机制。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06430-9