戒糖后,你的大脑会发生什么变化

Test person Niklas Thiel poses with an electroencephalography (EEG) cap which measures brain activity, at the Technische Universitaet Muenchen (TUM) in Garching near Munich September 9, 2014. The researchers from TUM and the Technische Universitaet Berlin (team Phypa) try to find ways to control an airplane with computer translated brain impulses without the pilot touching the plane's controls. The solution, if achieved, would contribute to greater flight safety and reduce pilots' workload. Picture taken September 9, 2014.
This is what happens to your brain when you give up sugar.Image: REUTERS/Michaela Rehle
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认识我的人都知道,我特别爱吃甜食。我一直如此。我的朋友兼研究生同学安德鲁也有同样的嗜好,而住在宾夕法尼亚州赫尔希——“世界巧克力之都”——对我们俩都没什么帮助。

但安德鲁比我勇敢。去年,他在大斋期戒掉了甜食。今年我不能说自己也会步他的后尘,但如果你今年大斋期不吃甜食,接下来的40天里,你可能会经历这些。

糖:天然奖赏,非自然的慰藉

在神经科学中,食物被称为“自然奖赏”。为了让人类这个物种得以生存,进食、性行为和照料他人等活动必须能让大脑感到愉悦,从而强化并重复这些行为。

进化形成了中脑边缘通路,这是一个帮助我们识别这些自然奖赏的大脑系统。当我们做令人愉悦的事情时,一组名为腹侧被盖区的神经元会利用神经递质多巴胺,向大脑中一个叫伏隔核的区域发出信号。伏隔核与前额叶皮层之间的联系决定我们的运动行为,例如是否再咬一口美味的巧克力蛋糕。前额叶皮层还会激活激素,告诉身体:“嘿,这蛋糕真好吃。我会把它记住,以后还要吃。”

当然,并非所有食物都能带来同等的奖赏。我们大多数人更喜欢甜食,而不是酸味和苦味食物,因为从进化角度看,中脑边缘通路强化了这样一种反应:甜味食物能为身体提供健康的碳水化合物来源。例如,我们的祖先外出采摘浆果时,酸味意味着“还没熟”,苦味则意味着“警惕——有毒!”

水果是一回事,但现代饮食已经变得难以自控。十年前,据估计,美国人平均每天摄入22茶匙添加糖,相当于额外摄入350卡路里;此后这一数字很可能有所上升。几个月前,一位专家指出,英国人平均每周摄入238茶匙糖。

如今,在选择食物时,便利性比以往任何时候都更重要,几乎不可能找到不添加糖的加工食品和预制食品;添加糖可能是为了调味、保鲜,或兼而有之。

这些添加糖悄无声息地潜入饮食——我们许多人对此浑然不觉,已经对它们上了瘾。滥用药物——如尼古丁、可卡因和海洛因——会以某种方式劫持大脑的奖赏通路,使使用者产生依赖;越来越多的神经化学和行为证据表明,糖也会以类似方式使人上瘾。

糖瘾确实存在

“最初几天有点难熬,”安德鲁谈起自己去年戒糖的经历时告诉我。“感觉几乎像是在戒毒。我发现自己吃了很多碳水化合物,来弥补不吃糖的不足。”

成瘾有四个主要特征:暴食、戒断、渴求和交叉敏化(即一种成瘾物质会使人更容易对另一种物质上瘾)。这些特征都已被观察到,既出现在糖成瘾的动物模型中,也出现在滥用药物的动物模型中。

典型实验是这样的:每天让大鼠禁食12小时,随后给予它们12小时的含糖溶液和普通饲料。按这种日常模式持续一个月后,大鼠会表现出与滥用药物者相似的行为。它们会在短时间内大量饮用含糖溶液,远超普通食物的摄入量。在禁食期间,它们还会表现出焦虑和抑郁的迹象。许多接受过糖处理的大鼠之后接触到可卡因和阿片类药物时,与此前未摄入糖的大鼠相比,会对这些药物表现出更多依赖行为。

和药物一样,糖会刺激伏隔核释放多巴胺。长期规律摄糖实际上会改变中脑和额叶皮层中多巴胺受体的基因表达和可用性。具体而言,糖会提高一种名为D1的兴奋性受体的浓度,却会降低另一种名为D2的抑制性受体的浓度。规律摄糖还会抑制多巴胺转运体的作用。这种蛋白质会在神经元放电后,将多巴胺从突触中泵回神经元。

简而言之,这意味着长期反复摄入糖会延长多巴胺信号作用,增强大脑奖赏通路的兴奋程度,并使人需要摄入更多糖,才能像以前一样激活中脑中的多巴胺受体。大脑会对糖产生耐受性——要获得同样的“糖带来的快感”,就需要摄入更多糖。

糖戒断也确实存在

尽管这些研究是在啮齿动物身上进行的,但说人类大脑中也在发生相同的原始过程,并非牵强附会。“渴求从未停止过,[但那]可能是心理作用,”安德鲁告诉我。“不过大约过了一周之后,就容易多了。”

在一项2002年的研究中,普林斯顿大学的卡洛·科兰托尼及其同事让按照典型糖依赖方案处理过的大鼠经历“糖戒断”。研究人员通过禁食或给予纳洛酮来促使戒断;纳洛酮是一种用于治疗阿片类药物成瘾的药物,会与大脑奖赏系统中的受体结合。两种戒断方法都会造成身体不适,包括牙齿打颤、爪子颤抖和摇头。纳洛酮治疗似乎还会让大鼠更加焦虑,因为它们待在一侧没有围栏的高架装置上的时间更短。

其他研究开展的类似戒断实验也报告称,在强迫游泳测试等任务中,大鼠会表现出类似抑郁的行为。处于糖戒断状态的大鼠被放入水中时,更可能表现出漂浮等被动行为,而不是试图逃跑等主动行为,这表明它们可能感到无助。

本月发表的一项新研究由维克多·曼加贝拉及其同事发表于《生理学与行为》杂志,报告称糖戒断还与冲动行为有关。起初,研究人员训练大鼠推动杠杆取水。训练结束后,大鼠被送回笼中,可以饮用含糖溶液和水,或只能饮水。30天后,当大鼠再次有机会通过按压杠杆取水时,已对糖产生依赖的大鼠按压杠杆的次数明显多于对照组,显示出冲动行为。

当然,这些实验的条件很极端。我们人类不会禁食12小时,然后在一天结束时放任自己狂喝汽水、狂吃甜甜圈。但这些啮齿动物研究确实让我们得以了解糖依赖、戒断和相关行为背后的神经化学基础。

几十年来,在各种饮食计划和畅销书的推动下,我们一直在讨论“糖瘾”这个概念。有人描述自己处于“糖戒断”时会对食物产生渴求,这可能引发复吸和冲动进食。还有数不胜数的文章和书籍讲述那些彻底戒糖的人精力无穷、重新找到了幸福感。但尽管糖在我们的饮食中无处不在,糖瘾这个话题仍相当忌讳。

你还打算在大斋期戒糖吗?你可能想知道,多久才能不再渴求糖,也不再出现副作用,但这个问题没有答案——每个人都不一样,而且尚无针对人类的研究。不过,40天后,显然安德鲁已经熬过了最难的阶段,甚至很可能逆转了部分多巴胺信号传导的改变。“我记得第一次吃甜食时,觉得它太甜了,”他说。“我得重新建立自己的耐受度。”

作为赫尔希当地一家面包店的常客,我可以向各位读者保证,他确实做到了这一点。

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