灵长类动物对脂肪与糖分的偏好机制：从口腔质构感知到眶额叶皮层的神经编码

为解决灵长类食物选择中营养与感官特性的神经行为机制问题，研究人员通过经济选择范式、口腔摩擦力学测量和fMRI技术，揭示了猕猴和人类对脂肪（通过口腔滑动摩擦系数CSF介导）与糖分的偏好形成机制，发现眶额叶皮层（OFC）通过编码口腔质构信号驱动高脂食物选择。该研究为理解肥胖的神经基础及健康食品设计提供了新靶点。

　　

在当今高热量饮食泛滥的背景下，人类对脂肪和糖分的过度偏好已成为肥胖流行的关键驱动因素。然而，这种偏好背后的神经生物学机制长期未被阐明。传统理论认为能量最大化是食物选择的核心原则，但灵长类动物（包括人类）表现出对特定营养素的复杂权衡行为，暗示存在更精细的调控机制。尤其令人困惑的是，脂肪缺乏明确的味觉受体，却能被灵长类精准识别并偏好——这一现象指向未被揭示的感官编码通路。

为破解这一难题，来自国外研究机构的研究团队通过跨物种研究策略，结合猕猴的决策行为实验与人类神经影像学，首次系统揭示了从口腔摩擦力学到大脑价值计算的全链条机制。他们发现猕猴能像人类一样对脂肪和糖分进行经济价值评估，且这种偏好由口腔滑动摩擦系数（CSF）等物理特性介导；更突破性的是，在人类眶额叶皮层（OFC）中鉴定出特异性响应脂肪质构的神经活动模式，该活动能预测实际脂肪摄入量。这项发表于《Physiology》的研究，为理解灵长类营养决策提供了全新框架。

研究团队运用四大关键技术：1）猕猴经济选择范式（定量测量营养偏好与主观价值）；2）生物摩擦仪（采用新鲜猪舌模拟口腔环境测量CSF）；3）功能性磁共振成像（fMRI）捕捉人类OFC对口腔质构的响应；4）几何营养框架（GFN）分析动态营养平衡。这些方法联用实现了从行为到神经机制的跨尺度解析。

【营养奖励的经济选择范式】
通过设计四种脂肪/糖分组合的奶昔（LFLS低脂低糖、HFLS高脂低糖等），研究人员发现猕猴在数百次重复选择中表现出稳定的糖分偏好（LFHS选择频率3.1倍于基准），但也会为高脂食物（HFLS）支付1.5倍数量溢价。这种"质量-数量"权衡行为符合主观价值理论，且个体差异显著——通过偏好差异指数（PDI）可量化不同猕猴的营养倾向。

【口腔质构的介导作用】
创新性地采用猪舌摩擦仪测量发现，高脂食物因脂肪滴聚集形成润滑层，显著降低CSF（滑动摩擦系数）。结构方程模型证实，脂肪偏好中72%的效应量由CSF和粘度介导，而糖分偏好不受这些参数影响。这揭示了脂肪通过口腔体感（而非味觉）驱动选择的独特通路。

【人类OFC的神经机制】
fMRI实验显示，OFC和口腔体感皮层（oSSC）对CSF变化产生梯度响应，且OFC活动模式同时编码主观经济价值。在自然进食测试中，OFC对脂肪质构的敏感度直接预测个体实际脂肪摄入量（r=0.62），证实该脑区将物理信号转化为行为偏好的核心作用。

【营养敏感强化学习】
在概率反转任务中，猕猴对相同奖励概率但不同营养组合的选择偏差，可通过"双通道强化学习模型"精准预测——脂肪和糖分各自产生独立的预测误差（NPE^F
和NPE^S
），并行更新选项价值。这表明营养特异性学习系统可能支持动态环境适应。

【几何营养框架分析】
将猕猴选择数据映射到脂肪-糖分-蛋白质三元图发现，当高营养选项可得时，其营养摄入明显偏离参考膳食（如实验室标准饲料），呈现与人类相似的高能偏向模式，暗示灵长类共享易致胖的决策算法。

这项研究首次在机制层面阐明：1）灵长类通过口腔摩擦力学感知脂肪，突破传统味觉范式；2）OFC作为"营养价值计算器"整合物理信号与主观价值；3）营养特异性学习系统支持动态环境适应。这些发现为开发干预策略提供新方向——通过调控食物质构（如人工润滑剂）或靶向OFC活动，可能在不牺牲适口性前提下改善营养选择。

研究还提出颠覆性观点：能量最大化假说不能解释营养特异性偏好，这为生态学理论注入新证据。未来可拓展蛋白感知机制研究，并利用该范式探索肠-脑轴等通路。团队开发的猪舌摩擦仪和GFN分析方法，为食品科学和神经经济学建立了跨学科研究标杆。