《Annual Review of Food Science and Technology》：Nutrition and Mental Health: Advances in Nutritional Cognitive Neuroscience
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日益积累的证据表明，膳食营养是预防和治疗心理健康障碍的重要可调节风险因素。然而，营养影响心理健康的神经机制尚未得到充分阐明。营养认知神经科学（Nutritional Cognitive Neuroscience）这一跨学科领域整合营养学、认知科学和脑科学的研究
日益积累的证据表明，膳食营养是预防和治疗心理健康障碍的重要可调节风险因素。然而，营养影响心理健康的神经机制尚未得到充分阐明。营养认知神经科学（Nutritional Cognitive Neuroscience）这一跨学科领域整合营养学、认知科学和脑科学的研究方法，旨在理解营养对全生命周期脑健康的影响，并新近应用于情绪和焦虑相关障碍的研究。在本综述中，研究人员首先探讨了情绪和焦虑相关障碍的神经机制，综述了特定结构和功能网络改变的证据。随后，研究人员回顾了新兴证据，表明这些网络的结构和功能受到特定营养素的影响，这些营养素可能产生有益效应，包括B族维生素、ω-3多不饱和脂肪酸（ω-3 PUFAs）、多酚类和类胡萝卜素。在此过程中，研究人员强调了饮食可能影响情绪和焦虑相关障碍的合理生物学通路。最后，研究人员提出了未来研究方向，强调需要采用认知神经科学和营养流行病学的当代方法开展膳食干预，以促进脑健康并降低精神疾病风险。
## 一、研究背景：心理健康问题的严峻性与膳食营养的崛起
情绪障碍和焦虑相关障碍是全球最普遍的精神疾病形式。现代精神病学对治疗手段的共识长期聚焦于心理治疗和靶向神经递质功能的药物，然而近年来生活方式因素对心理健康的影响日益受到重视。流行病学研究一致表明，低质量饮食（即富含超加工食品、反式脂肪、精制糖和高血糖指数食物的饮食）与情绪障碍和焦虑相关障碍的发病风险增加密切相关；相反，高质量的饮食模式——如强调蔬菜、水果、瘦肉蛋白和健康脂肪（如单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸）、限制红肉和甜食的地中海饮食（Mediterranean Diet）或MIND饮食——在减少和管理这些疾病方面显示出前景。研究人员指出，膳食营养正日益被公认为心理健康的重要组成部分——是精神疾病潜在治疗和预防的关键可调节风险因素。尽管饮食与营养对促进心理健康的潜力已获得初步证据支持，但其作用机制——尤其是涉及情绪和情绪调节的脑网络方面——仍未得到充分阐明。
## 二、营养认知神经科学：跨学科的研究框架
营养认知神经科学是一个新兴的跨学科研究领域，旨在理解营养对全生命周期认知表现和脑健康的影响。该领域的核心观点是重新定义营养在脑健康中的中心地位：营养是所有稳态（Allostasis）过程的活跃决定因素，使脑和身体能够通过持续调整内部与外部需求来维持稳定性（即稳态Homeostasis），而非静态平衡。研究表明，营养通过调节神经可塑性和炎症的信号通路来影响脑功能——这些机制使脑能够预期和适应生活经验、从环境压力中恢复。重要地，营养不仅影响稳态过程的效率，还影响稳态负荷（Allostatic Load）的积累——即当适应系统长期过度工作时产生的长期生理负担。
研究人员指出，不良饮食可通过促进稳态负荷、加剧炎症和限制脑对环境变化作出适应性调节的能力，最终导致脑结构和功能的改变。大量证据表明，稳态负荷与两个主要脑网络密切相关：显著性网络（Salience Network）和默认模式网络（Default Mode Network, DMN）。显著性网络以前岛叶和前扣带回皮层为锚点，整合外部事件与内部身体状态信息以指导目标导向行为；默认模式网络则包括内侧前额叶皮层、后扣带回皮层和角回，支持自我参照加工如自我导向思维和内省。这两个网络对协调应激反应至关重要，而增加的稳态负荷会破坏这些网络内的正常功能连接模式，并伴随相关区域灰质体积的减少。鉴于这些网络在情绪和焦虑相关障碍中亦受到直接影响，它们为膳食干预提供了潜在的神经生物学靶点。
## 三、核心脑网络在情绪与焦虑相关障碍中的改变
研究人员系统综述了神经影像学研究，揭示了情绪和焦虑相关障碍中显著性网络和默认模式网络的一致结构性和功能性改变模式：（a）显著性网络的功能连接降低（低连接，hypoconnectivity），反映该网络适当过滤和优先处理显著信息能力的损害；（b）默认模式网络的功能连接增加（高连接，hyperconnectivity），与反刍思维和自我专注增加相关；（c）两个网络相关区域的灰质体积减少，如岛叶、海马旁回、楔前叶等；（d）支持这些网络的白质通路完整性受损，如扣带和穹窿等。这些发现表明，显著性网络和默认模式网络内的结构和功能连接中断可能构成情绪与焦虑相关障碍的核心神经基础。
## 四、关键营养素对脑网络的保护作用
研究人员重点分析了地中海饮食中富含的多种营养素及生物活性物质对上述脑网络的保护效应，包括色氨酸（Tryptophan）、ω-3多不饱和脂肪酸［重点为二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳五烯酸（EPA）］、单不饱和脂肪酸（MUFAs）、B族维生素（B1、B6、B9、B12）、维生素D、叶黄素和玉米黄质，以及多酚类。
**色氨酸**作为5-羟色胺、褪黑素和犬尿喹啉酸的前体，其摄入与默认模式网络功能连接降低相关。尤为重要的是，犬尿喹啉酸作为N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDA受体）的拮抗剂，具有神经保护和抗炎特性，较高水平的犬尿喹啉酸与默认模式网络基线神经活动降低相关，为色氨酸缓解情绪和焦虑相关障碍风险提供了新通路。
**ω-3多不饱和脂肪酸**通过其抗炎特性和对神经元膜完整性及突触可塑性的支持发挥作用。研究发现，ω-3 PUFAs血液标志物与显著性网络（如前扣带回皮层）和默认模式网络（如楔前叶）的功能连接显著相关；更高水平的ω-3 PUFAs与默认模式网络区域功能连接降低相关，可能有助于缓解该网络的高连接状态。此外，Zamroziewicz等人（2017）发现较高血浆ω-3 PUFAs水平与穹窿白质完整性增加相关。
**单不饱和脂肪酸**尤其是油酸，具有抗炎特性。一项随机交叉试验表明，以油酸替代饱和脂肪酸的饮食与显著性网络前部区域功能连接增加相关，可能有助于缓解该网络的本来就不足状态。
**B族维生素**在能量代谢、轴突运输和神经递质合成中发挥重要作用。维生素B1与显著性网络区域间功能连接增加及默认模式网络内部连接降低相关；维生素B6和B12摄入量增加与默认模式网络后部功能连接减少相关；B族维生素治疗可减缓默认模式网络相关区域（如海马旁回、楔前叶）的灰质萎缩；维生素B12水平与中颞回、下颞回等默认模式网络区域脑容量正相关，并可促进扣带白质完整性。
**维生素D**支持钙稳态调节、β-淀粉样蛋白沉积以及抗氧化和抗炎活动。低维生素D水平与显著性网络（岛叶）和默认模式网络（中颞回）区域灰质体积降低相关；较高血清维生素D水平与扣带白质完整性增加相关，且与默认模式网络区域连接性降低相关。
**叶黄素和玉米黄质**是优先在脑和视网膜黄斑中积累的脂溶性抗氧化剂。较高叶黄素血清水平与默认模式网络内海马旁回灰质体积增加相关；叶黄素和玉米黄质水平与扣带白质结构完整性正相关。
**多酚类**通过调节涉及神经可塑性和炎症的细胞 luar信号通路发挥作用。较高多酚类食物消费与海马萎缩减少相关；习惯性咖啡饮用者饮用咖啡后默认模式网络后部功能连接降低。
## 五、未来方向与研究结论
研究人员指出，未来研究应关注以下方向：第一，肠道微生物组作为肠-脑轴的重要组成部分，是饮食与脑健康之间的关键中介；第二，采取 lifespan 视角，探索饮食营养如何 selectively 影响不同生命阶段心理健康的特定方面；第三，考察饮食营养与其他生活方式因素（如体育锻炼、社会支持、睡眠质量和认知参与）的交互作用；第四，针对情绪和焦虑相关障碍的临床和亚临床症状以及各种亚型，发展个性化治疗途径。
研究结论部分，研究人员强调：本综述综合了当前关于饮食营养如何作为有效中介因素来增强心理健康障碍中常见脑健康特定方面的证据。然而，必须指出，饮食与心理健康之间的联系机制复杂，涉及环境、心理、生物和生活方式因素之间的相互作用。为对该领域进行更深入的推进，未来研究应优先发展严格的、多水平和多变量模型——理想上采用纵向和干预性研究设计——以更好理解特定饮食模式如何影响情绪和焦虑相关症状的发生、发展和缓解。
