综述:大脑的第六感:类器官研究中的内感受

《Bone Research》:The sixth sense of the brain: interoception in organoid study

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月18日 来源:Bone Research 20.1

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  内感受(interoception)是神经系统感知、整合和解释来自身体内部信号的过程,从而使大脑能够监测和调节生理功能。通常被称为“第六感”,内感受将内部生理状态与大脑介导的稳态控制联系起来,而视觉、嗅觉、听觉、味觉和触觉主要传递来自外部环境的信息。类器官(o

  
内感受(interoception)是神经系统感知、整合和解释来自身体内部信号的过程,从而使大脑能够监测和调节生理功能。通常被称为“第六感”,内感受将内部生理状态与大脑介导的稳态控制联系起来,而视觉、嗅觉、听觉、味觉和触觉主要传递来自外部环境的信息。类器官(organoids)是源自干细胞或祖细胞的三维组织模型,可再现原生器官的选定结构和功能特征。由于类器官越来越多地用于疾病建模、药物测试和再生研究,它们与神经、内分泌、免疫和血管成分的整合为研究脑-体通信提供了机会。相反,基于类器官的系统可能为内感受提供实验上易处理的模型。本综述定义了内感受和类器官技术,考察了以大脑为中心的与骨骼和肠道系统的通信,并讨论了脑、骨和肠道类器官及组装体(assembloids)如何推进内感受研究。特别是,基于类器官的模型可能实现对神经内分泌途径的机制研究,包括下丘脑-垂体-肾上腺(hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA)轴,从而为生理调节和疾病进展提供新的见解。
**Organoids and interoception**
**Definition and function of organoids**:类器官研究源于再生医学的进展,通过培养干细胞分化为多种成熟细胞类型,在体外重建器官以研究组织和器官。早期研究如Howard Green尝试共培养3T3成纤维细胞形成类似人表皮的复层鳞状上皮细胞集落。随着对细胞外基质(ECM)理解的深入,后续研究采用支持细胞生长并再现关键基质信号的ECM支架,包括天然ECM成分和合成元件,解决了传统平面贴壁培养中缺乏合适ECM的问题。由于类器官的三维培养特性,它们提供了更适合细胞初始分化和重排为不同空间区域的空间结构。类器官的最终特性取决于细胞来源,如成体干细胞(ASCs)、多能干细胞(PSCs)或胎儿祖细胞。类器官被视为“微型器官模型”,可用于体外研究。在生物技术领域,类器官可用于器官水平的疾病建模,筛选特定药物,并设计针对不同病理特征的类器官肿瘤生物库。例如,结直肠癌类器官生物库可保留原发肿瘤的组织病理学亚型和主要遗传特征,展示了癌症类器官的潜力。类器官在再生医学中也有突出应用,如移植的功能性结肠上皮类器官可覆盖受损黏膜,并在诱导急性结肠炎的小鼠模型中四周后生成终末分化上皮细胞类型。研究类器官在小鼠结肠中的时空动态为推进细胞疗法提供了宝贵见解。

**Definition and function of interoception**:根据主流定义,内感受处理可考虑三个组成部分:1)位于内脏器官壁、黏膜层和周围血管系统中特化感觉细胞的感觉细胞;2)包括源自脊髓和丘脑的交感神经和副交感神经通路在内的神经传导通路;3)涉及预测和躯体表征的脑区,包括脑干、皮层下结构、边缘系统、旁边缘区域和皮层区域。与外部感觉知觉(如视觉)不同,内感受主要检测人体内部生理状态,包括心率、呼吸频率、血糖浓度、排尿、出汗等,可反映身体内部状态(无论意识与否),被视为认知和情感的重要组成部分,涵盖冲动、反射、感觉、驱动力和适应性行为。此外,内感受处理通过贝叶斯推断将预测状态与先验信息整合,以支持闭环稳态控制。这些信号帮助大脑调节稳态、情绪状态和自主神经反应。除触发情绪体验外,大量证据表明内感受功能障碍与精神疾病和神经发育障碍(如自闭症谱系障碍、焦虑和抑郁)相关。这些内感受机制的失调不仅可能导致器官功能障碍(如肠易激综合征),还可能引发情绪障碍(如焦虑和抑郁)。内感受功能障碍还涉及其他疾病,包括进食障碍(如神经性厌食症通过改变饥饿/饱腹信号)、肥胖(能量稳态受损)、慢性疼痛综合征和功能性神经障碍(FND)。这凸显了内感受在多系统稳态中的核心作用,并强调需要类器官等先进模型来剖析疾病机制。

**Potential relevance between organoids and interoception**:在内感受回路中,下行通路通常包括神经和非神经通路。前者涉及脊髓交感神经纤维和副交感神经迷走神经纤维,主要负责调节心、肺和胃肠功能。非神经信号也通过体液、血管和淋巴途径参与外周调节。此外,内感受处理受神经内分泌途径影响,包括下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴。这些回路将中枢处理与外周感觉受体(如化学感受器、渗透压感受器、机械感受器、味觉感受器和温度感受器)整合。当个体行为和情绪反应改变时,相应的内感受信号也发生变化,使身体及时做出反馈调整,直至达到新的动态平衡。为研究可能影响内感受的因素,HPA轴是一个候选切入点。与HPA轴相互作用的器官包括大脑、骨骼系统和胃肠道。作为新型三维细胞培养平台,类器官展现出巨大研发潜力。脑、骨骼和胃肠道类器官提供了互补的实验机会。新兴证据支持体内骨骼内感受,但使用骨-脑组装体模拟PGE2-EP4信号至下丘脑神经元仍是一个前瞻性机会。类似地,整合了神经成分的肠道类器官可为测试微生物代谢物如何影响迷走神经或肠神经信号提供平台。这些模型通过保留三维结构和动态信号,克服了二维培养的局限性,支持开发基于类器官的内感受研究的实验易处理模型。

**Brain**
**Brain organoids and interoception**:心理学研究表明,内感受功能障碍与抑郁、焦虑和自闭症谱系障碍(ASD)等相关。神经影像学研究揭示了内感受在调节人类情绪处理和意识中的关键作用。大量研究聚焦于岛叶皮层与其他初级感觉区域之间的功能连接。例如,Ebisch等发现ASD成年患者中,前、后岛叶区域与相应体感边缘通路之间的反应减弱或连接中断。尽管神经病理学与内感受异常之间存在关联,但有效的治疗干预仍稀缺。这一局限性部分归因于当前病理模型的固有缺陷,特别是二维体外培养和啮齿动物模型在人与啮齿动物之间的转化功效较差。脑类器官已成为建立精确体外病理模型的有前景的下一代平台。通过整合特定模式化因子(如骨形态发生蛋白(BMPs)和Wnt信号分子),这些类器官展现出增强的细胞多样性和与三维培养系统的兼容性。此类方案可从多能干细胞(PSCs)或神经祖细胞生成区域特异性神经组织。因此,类器官促进了功能模拟、细胞异质性和精确的神经元连接。例如,Kasai等从三维培养的人诱导多能干细胞(hiPSCs)生成了功能性下丘脑-垂体单位,类似于下丘脑-垂体轴,并展示了通过分泌促肾上腺皮质激素(ACTH)来响应促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)的能力。这说明了脑类器官通过HPA轴研究内感受的潜力。已开发出区域特异性类器官(如垂体类器官和皮层球体)以模拟不同脑区,而更复杂的全脑类器官旨在重现大规模脑区。然而,当前脑类器官技术面临显著限制,主要是相当于产前脑成熟阶段的受限发育潜能,以及区域间细胞连接性和多样性不足。

**Bone**
**Bone organoids and interoception**:骨骼内感受指骨骼与中枢神经系统之间沿骨-脑轴的双向信号传导。骨-脑轴指骨与脑之间的双向信号通路。骨源性因子(如骨钙素)可穿过血脑屏障并调节中枢神经系统。一方面,这些因子支持神经元存活和分化,调节神经递质合成,从而影响认知、记忆和情绪调节;另一方面,中枢神经系统功能反过来调节骨骼代谢。这种跨系统双向通信表明,骨不仅执行传统机械作用,还在维持全身稳态和神经功能中发挥关键内分泌功能。研究中枢神经系统与骨骼之间的联系对于理解骨信号通路与内感受之间的复杂调节机制至关重要。除传统方法如体外细胞培养和体内动物研究外,骨类器官的发展提供了一个潜在的变革性平台。骨类器官是近年来通过干细胞技术和三维生物工程开发的体外仿生模型,其构建核心在于诱导多能干细胞(iPSCs)或间充质干细胞(MSCs)的定向分化潜能,通过重现天然骨发育微环境(包括BMP、Wnt等信号通路),引导这些干细胞自组织形成包含成骨细胞、破骨细胞和矿化基质的三维结构。此类模型不仅可模拟骨形成、矿化和代谢过程,还可用于研究骨质疏松、骨发育不良和骨折愈合机制等骨相关疾病。未来研究策略必须考虑使用骨类器官或脑类器官研究骨-脑串扰的可能性,但功能性骨-脑组装体系统仍不成熟。

**Intestinal organoids and interoception**:大脑与肠道之间存在双向内感受通信机制,即肠-脑轴。该轴涉及连接中枢神经系统、肠道和肠道微生物的反馈回路。一方面,消化过程的自主调节涉及中枢神经系统、交感神经系统、副交感神经系统、肠神经系统以及肠内分泌系统产生的20多种肠道激素。另一方面,肠道微生物产生的众多微生物信号分子(如脂多糖)和源自食物摄入的外源/内源代谢物(包括短链脂肪酸和胆汁酸)将信息传递给中枢神经系统。中枢神经系统随后通过交感/副交感通路和HPA轴做出响应。此外,短链脂肪酸(SCFAs,包括乙酸、丙酸和丁酸)可能穿过血脑屏障或激活迷走神经传入FFAR2/3受体,减少神经炎症,促进脑源性神经营养因子(BDNF)表达,调节血清素/γ-氨基丁酸(GABA),并可能通过肠-脑轴影响与神经退行性疾病相关的神经炎症过程。这种肠-脑相互作用不仅确保正常胃肠功能,还可能影响内感受意识、情绪和动机。这些效应包括有意识的内部感觉(如饱腹感、饥饿、疼痛、恶心和胃肠不适)以及情绪状态(如愉悦和厌恶)。证据表明,肠-脑通信可能无意识地影响情绪和动机,包括焦虑和抑郁。与脑-骨相互作用类似,肠道内感受也涉及HPA轴。目前,肠-脑轴研究主要集中于微生物群和微生物代谢物,依赖体外细胞培养或体内动物实验。肠道类器官在仿生ECM系统中培养,是源自干细胞的三维培养结构,模拟人肠道的结构和功能。通过在适当条件下培养肠道干细胞(ISCs),研究者可在体外构建类肠道器官。与传统二维细胞培养方法不同,肠道类器官在三维空间中更好地再现了肠道的上皮结构和选定功能,使其成为研究肠道生物学的关键工具。这些类器官表现出自我更新、分化和组织特异性结构特征,能够模拟肠道上皮细胞、基底层和肠道内微环境。肠道类器官通过ISCs的增殖和分化再现体内肠道组织的结构和功能,为研究肠道在细胞外和细胞内水平的相互作用提供了方法。肠道类器官已用于药物筛选和毒理学研究。例如,Bao等研究了碳纳米管如何影响肠道类器官中的ECM力学、线粒体代谢和营养吸收,展示了其在肠道生物学机制研究中的实用性。Wong等使用基于肠道类器官的方法研究了早期生活压力如何通过NGF-TrkA信号破坏肠道稳态。这些研究支持了肠道类器官在分析肠道稳态和应激响应通路中的应用,而直接模拟肠道到脑的内感受信号将需要与神经、免疫、血管或微流控组件整合。

**Assembloids**
**Assembloids with interoception**:类器官已成为器官发育、疾病机制和药物筛选的有价值模型。单个类器官可包含多种细胞群体,但通常不能重现模拟器官间通信所需的长程神经、内分泌、免疫或血管相互作用。因此,组装体和多器官培养系统可能有助于研究压力、肠道炎症、骨骼代谢和神经功能如何跨生理轴相互作用。随着类器官研究的发展,组装体概念应运而生。组装体是通过融合不同类器官或通过空间组装或共培养将类器官与额外细胞类型或组织整合而生成的工程化三维细胞系统。这些系统旨在重现复杂的组织结构与细胞间通信,并可能提供下一代平台用于研究发育、疾病和治疗反应。组装体可通过直接融合或通过微流控在共享或分区环境中耦合类器官形成,同时保留选定的组织特异性特征。潜在应用包括突触回路形成、神经内分泌反馈、代谢信号以及脑与外周器官之间的双向通信。钙成像、单细胞分析和人工智能等技术可能进一步改善多器官相互作用和个性化治疗反应的分析。

**The development of assembloids**:类器官旨在改进模拟人体器官生理功能的传统二维培养系统和动物模型。类器官源自多能干细胞或成体干细胞的三维自组织能力,可更准确地模拟器官发育和疾病进展。然而,传统类器官缺乏区域间或器官间的复杂相互作用,而这对于模拟包括内感受在内的生理过程至关重要。三维组织自组装的概念可追溯到1907年,Wilson证明了海绵的单个细胞(分离细胞)可重组形成功能结构。后来,Weiss等使用胚胎器官的单细胞悬液成功构建了组织特异性结构,为当代类器官研究奠定了基础。1980年代胚胎干细胞的发现和2006年Takahashi和Yamanaka诱导多能干细胞(iPSCs)的出现是类器官研究的里程碑。2009年,Sato等从Lgr5+干细胞培养了肠道类器官,为上皮细胞的自我更新和形态发生奠定了坚实基础。随着类器官研究的深入,其局限性逐渐显现。由于大多数类器官代表受限的组织背景,不能模拟多细胞相互作用或全身信号,研究者开始整合多种类器官,从而产生了“组装体”概念。Pa?ca等引入了“组装体”一词,将这种复合三维培养定义为由代表多个区域的类器官融合形成,或通过向类器官的多个区域添加其他类型细胞(如胶质细胞、免疫细胞或内皮细胞)形成的结构。多区域组装体已使对神经过程的研究成为可能,如亚域特异性前脑球体、丘脑样脑类器官和皮质-运动组装体,展示了物理分离的类器官融合如何重现长程细胞迁移和轴突路径寻找,用于脑发育和内感受。多谱系组装体可解决类器官培养的局限性,如缺乏关键支持细胞。例如,将脑类器官与小胶质细胞或内皮细胞共培养,可模拟免疫-神经相互作用或神经血管屏障形成。微流控、空间生物打印或合成支架的技术创新可能提高类器官组装体的保真度和长期共培养。最近的研究还提出了骨和软骨的组装体策略。在骨骼模型系统的情况下,例如构建的组装体共培养了间充质干细胞、软骨细胞和血管样网络,已用于检查组织成熟、机械和炎症反馈,这对骨骼内感受至关重要。此类模型可整合神经成分以模拟骨骼与神经回路之间的伤害性或本体感觉神经回路。除脑-骨-肠外,已生成心脏-肝脏(血管化自组装)、肺-气道和肾脏模型用于研究器官间信号。

**Research on brain-related interoception using assembloids**:内感受指对身体内部信号的感知。这些信号源于器官、激素、免疫细胞和其他内部系统,被感知并帮助大脑控制身体功能,如压力、饥饿、疼痛和体温。近年来,脑类器官为我们理解脑发育提供了有效方法,但传统脑类器官模型在研究脑与身体连接方面存在局限性。研究者开发了组装体方法,通过融合多种类器官构建脑组装体,以模拟脑回路和脑-体相互作用。作为一种新型脑模型,脑组装体可为研究脑如何接收和响应内部信号提供更好的工具。一个例子是皮质-运动组装体。该模型将皮质类器官与脊髓类器官和肌肉组织连接,创建了从脑到身体的通路,展示了脑如何发出运动指令以及身体如何向脑传递反馈信息,这与内感受相关。Andersen等提出的皮质-运动组装体是一种由人诱导多能干细胞(hiPSCs)构建的三维复合组装体系统,旨在模拟从大脑皮层控制骨骼肌运动的神经通路。其关键在于重现从大脑皮层、脊髓到末端效应肌的多突触神经回路,以实现自主肌-骨骼控制。它包含三种源自hiPSC的区域特异性类器官:代表大脑皮层的人皮层球体(hCS)、模拟人后部和颈部脊髓的人脊髓球体,以及代表成熟人骨骼肌的人骨骼肌球体。这些组件按皮质-脊髓-肌肉序列空间组装,建立突触连接,形成功能性皮质-运动回路。在未来研究中,可利用额外的感觉神经元和背根神经节细胞群体来模拟从身体传递到脑的疼痛、压力和运动相关信号——这对研究肌萎缩侧索硬化症(ALS)等疾病和测试新疗法非常有用。另一个重要模型是丘脑-皮质组装体。它将丘脑类器官与皮质类器官连接。丘脑接收来自身体的感觉信息并将其发送到大脑。皮层和下丘脑在调节摄食行为、睡眠-觉醒周期、体温调节、情绪反应和神经内分泌轴活动等复杂生理功能中发挥关键作用。然而,这在动物模型中难以精确复制。一个可能的解决方案是通过融合形成皮层和下丘脑类器官的组合。源自人诱导多能干细胞(包括iPSCs)的区域特异性类器官可在三维共培养条件下组装。在前瞻性皮质-下丘脑模型中,皮质投射神经元可向丘脑神经元延伸轴突并形成长程突触连接。此类系统将为研究神经内分泌调节提供潜在平台,但其对内感受信号的功能验证仍有待建立。尽管尚未报道完全成熟的皮质-下丘脑组装体模型,但此类系统可为研究涉及皮质-下丘脑连接受损的疾病(包括自闭症谱系障碍、进食障碍和情感障碍)提供新工具。此外,该模型有潜力研究大脑皮层如何调节下丘脑行为中枢,如内感受。总之,皮质-下丘脑组装体的核心机制包括区域特异性自组织、自发长程轴突投射、突触整合以及神经和神经内分泌功能的潜在整合。尽管该模型仍处于概念阶段,但它为研究脑-体通信与情绪、代谢和体内状态之间的生理机制提供了新平台,可探索炎症或肠道不适等内部信号如何影响脑活动,并适用于研究癫痫或自闭症等疾病。此外,还构建了皮质-纹状体-中脑组装体,将皮质类器官与含多巴胺神经元的中脑类器官连接。中脑负责调节奖赏、动机和能量消耗。Levy等开发的组装体模拟了这一神经回路。这些模型可展示脑如何响应饥饿或压力等信号,对研究帕金森病、抑郁和成瘾障碍(这些疾病常伴随脑对内部状态的异常反应)具有重要价值。组装体有助于理解内部感觉如何影响情绪和决策过程。一些研究者正在将脑类器官与肠道和骨骼等外周类器官结合。这些系统可研究脑与身体之间的直接通信机制。例如,研究者使用脑-肠组装体观察从肠道传递到脑的信号,包括微生物-肠-脑信号。这些模型有助于解释压力相关疾病和脑-免疫相互作用。目前仍面临许多挑战。由于不同类型器官的生长速率不同,且这些系统通常缺乏血管或免疫细胞,难以形成稳定连接。组装体中的一个主要技术障碍是培养基兼容性:脑细胞需要神经营养因子(BDNF、NT-3)和低血清,骨细胞需要高钙/磷酸盐和BMPs,而肠道细胞需要EGF/Wnt/R-spondin梯度。不匹配的培养基会导致细胞死亡、去分化或生长偏向。微流控梯度装置和AI优化配方是新兴解决方案。目前,微流控芯片等新工具正在辅助模型优化。未来,基于脑类器官的系统将更适合内感受研究,有助于解释脑如何感知身体状态并维持内部系统平衡。

**Research on bone using assembloids**:骨骼不仅是结构组织,还在激素释放、免疫功能以及与神经系统的通信中发挥积极作用。近年来,研究者成功构建了模拟天然骨组织部分结构的三维骨类器官。这些模型可生成骨基质并支持骨细胞发育,但无法完全呈现骨与其他器官的相互作用机制。为解决这一问题,科学家开始构建骨组装体,将骨类器官与其他类型器官(如脑类器官)结合。这种新型模型有助于理解脑如何接收和响应来自骨骼的内部信号。有研究表明,骨组装体在研究骨骼内感受方面可能具有实际价值。Xu Cao等提出PGE2可能影响下丘脑等脑区。这些信号可能在骨损伤、机械负荷或衰老过程中发生变化,并可能影响脑对压力、代谢或免疫反应的调节。脑-骨组装体使研究者能够在体外理解这一通路,为观察信号转导及其对脑活动的影响提供可控实验平台。该模型也有助于理解骨-脑相互作用的疾病机制,如骨质疏松和慢性炎症。骨类器官由iPSCs或骨膜来源的骨骼干细胞/祖细胞制备,可形成小的矿化区域,发育早期骨细胞,甚至包含血管样支持结构。当与脑或神经细胞融合时,该系统可用于研究脑对骨骼环境变化的反应。例如,将自体神经移植物整合到生物材料中,形成促进神经组织和骨组织形成的植入材料。未来,此类组装体可进一步扩展免疫细胞或血管结构,从而构建更完整的骨微环境模型及其与脑的相互作用机制。目前仍存在若干挑战。骨和脑组织具有不同的生长速率和营养需求,难以在同一培养系统中维持两者之间的组织连接。此外,大多数现有方法缺乏稳定性。微流控系统、生物工程支架和三维生物打印有望解决这些挑战。通过改进这些工具,骨组装体可能成为研究脑如何感知骨骼内部信号以及身体如何通过脑-骨通信维持平衡的关键方法。

**Research on intestinal using assembloids**:肠道是内感受的重要器官,因为它持续向脑传递关于消化、营养吸收和免疫反应的信息。传统肠道类器官主要由上皮细胞组成,无法模拟器官间的复杂相互作用。为解决这一局限性,研究者开发了肠道组装体,将肠道类器官与其他细胞类型结合。这些方法有助于更有效地重建肠道环境,使研究肠道如何与其他器官相互作用成为可能。Micati等发现,肠道类器官与基质细胞共培养可促进上皮细胞的生长和维持,并有助于重现肠隐窝-绒毛结构的绒毛结构。间充质细胞提供包括WNT、BMP拮抗剂和EGF在内的信号,以维持干细胞特性并促进损伤后上皮再生。一些类器官模型包含肠道类器官与间充质细胞或特定ECM的混合物,形成具有干细胞和分化细胞区室的自组织结构。这种双向通信对于研究肠道如何感知和响应损伤或炎症至关重要,是内感受的重要组成部分。此外,一些研究已将肠道类器官应用于模拟肠道炎症和免疫防御。例如,向类器官培养物中添加促炎细胞因子TGF-β1或PGE2,可模拟炎症性肠病(IBD)中发生的肠道炎症反应,从而有助于更深入地理解肠-脑感觉通路。Chen等强调了构建多器官类器官系统以实现器官间通信的必要性。他们认为,真正的肠道功能不仅涉及上皮细胞,还涉及与神经系统、免疫系统和血管系统的连接。例如,通过将肠道类器官与源自神经元或iPSCs的神经模块共培养,可重建肠-脑通信回路,其功能对肠易激综合征或肠道驱动的情绪障碍等疾病的病因至关重要。器官芯片系统也被用于更准确地模拟肠道环境。在最近的研究中,人肠道类器官被放置在微流控芯片上以模拟血流和营养梯度。这些芯片允许与血管内皮细胞和免疫细胞共培养。例如,Mitrofanova等使用胶原基质凝胶支架和受控生长因子梯度开发了微型结肠模型,成功重建了人工隐窝底部的干细胞微环境,同时促进了顶端细胞向吸收细胞和杯状细胞的分化。此类系统可研究肠道信号如何被处理,以及肠道在压力、感染或营养感知过程中如何与免疫系统和神经系统相互作用。结直肠类器官也已用于模拟肠道疾病。Dotti等描述的患者来源上皮类器官保留了溃疡性结肠炎中疾病相关的上皮改变,支持其用于研究黏膜病理。该研究未建立结直肠癌的结肠组装体模型;模拟免疫-脑通信或压力信号将需要进一步与免疫、神经、血管或微流控组件整合。肠道类器官代表了内感受领域的重要进展。通过将肠道类器官与基质、免疫、神经和血管成分结合,研究者可探索肠-脑通信机制,这些机制涉及稳态调节、炎症和疾病。

**Interoception-related diseases**
**Interoception in depression, anxiety, and autism spectrum disorder**:内感受是大脑感知和解释身体内部信号的能力。这些信号来自多个来源,如心血管系统、呼吸系统、免疫系统、胃肠道和肌-骨组织。近期研究表明,内感受功能障碍与多种神经和精神疾病相关。这一联系为理解功能性神经障碍(FND)、焦虑、抑郁、精神分裂症、自闭症、阿尔茨海默病和帕金森病等疾病提供了新视角。FND是一种患者出现震颤、无力、癫痫发作或言语障碍等症状,但无法完全由结构性神经系统疾病解释的疾病。Jungilligens等提出,内感受处理和情绪构建的变化在FND中起关键作用。大脑预测和解释身体信号以构建情绪类别。当这一过程出错时,可能导致难以用标准神经模型解释的身体症状。例如,FND患者可能错误解释与唤醒、压力或能量调节相关的内部信号,导致头晕、麻木甚至瘫痪。这些症状并非想象,而是由于内感受处理的真实变化导致对身体状态的错误表征。感觉处理功能障碍常见于创伤后应激障碍、抑郁和焦虑等精神疾病。Nord和Garfinkel的研究表明,患者可能过度关注或错误解释生理信号,导致持续负面情绪状态。例如,焦虑症患者通常对心率和呼吸高度敏感。这种现象可形成恶性循环,使他们对自己的身体感觉产生恐惧和不确定性,从而进一步加剧症状。抑郁症患者常出现内部感觉异常,表现为对饥饿和疲劳等内部信号的敏感性降低,导致情绪麻木和动机下降。这些发现表明,针对内感受通路的干预可能是一种有效的治疗策略,可结合药物、呼吸训练、正念疗法和其他行为疗法。神经退行性疾病和神经系统疾病也与感觉功能障碍明确相关。Bonaz等提出,帕金森病(PD)被认为是一种由肠-脑轴紊乱驱动的全身性疾病。肠道微生物组失衡可能增加肠黏膜通透性,局部炎症可诱导肠神经系统内α-突触核蛋白的早期异常积累,这可能通过迷走神经逆行传播至中枢神经系统,从而促进神经退行性变化。阿尔茨海默病患者常出现心脏感觉受损,难以监测自身生理状态,这可能与痴呆中常见的自我意识丧失和情绪调节障碍有关。由于岛叶皮层和前扣带回皮层受损,自闭症谱系障碍(ASD)患者也存在内感受功能障碍:患者对心跳等内部信号的感知准确性较低,但对身体感觉的主观感知增强。这种实际感觉与感知之间的失衡可能导致焦虑、社交困难和感觉超负荷,使患者难以识别和描述情绪,从而进一步加剧情绪交流和社会互动的困难。这些内感受缺陷可能构成自闭症的特征,如情绪表达受损。在治疗领域,增强内感受处理已成为另一个研究方向。正念训练、呼吸练习和迷走神经刺激已被用于恢复身心平衡。慢呼吸可激活副交感神经反应,从而减少负面情绪并促进情绪调节。此外,选择性血清素再摄取抑制剂(SSRIs)等药物可能通过调节岛叶皮层等内感受网络内的活动间接影响内感受处理。阐明内感受在神经系统疾病中的作用可能有助于设计个性化治疗方案,基于患者特定的内感受特征进行分层,并确定最佳治疗方法。内感受不仅是维持稳态的背景过程,也是大脑构建情绪和身体体验的核心机制。内感受紊乱可导致多种神经和精神疾病。将内感受整合到神经系统疾病模型中将为脑-体功能障碍的诊断、治疗和预防提供新方法。

**Interoception in gut disorders**:内感受在调节胃肠功能和维持肠-脑通信中发挥关键作用。来自胃肠道的信号,如机械张力、营养成分、pH和微生物代谢物,通过迷走神经和脊髓传入纤维传递到脑。这些信号在孤束核、臂旁核、岛叶皮层、前扣带回皮层和下丘脑中被处理,形成内感受的核心神经回路。肠-脑相互作用障碍与内感受失调密切相关,包括肠易激综合征(IBS)和功能性消化不良。患者常表现出内脏超敏反应、疼痛感知增强和情绪调节障碍。神经影像学研究显示,IBS患者在内脏刺激时岛叶和前扣带回皮层激活增强,表明肠道信号的中枢处理异常。压力、早期生活创伤和社会心理因素可能通过HPA轴功能障碍进一步加剧感觉变化。迷走神经是肠道感觉信号传递到脑的主要通路。研究发现,IBS、焦虑症和抑郁症患者均表现出迷走神经张力受损,提示胃肠道和情绪症状之间存在共同通路。这种共同机制反映在肠道疾病与精神疾病的高共病率上,可能源于内感受预测和调节的异常。肠道微生物群是影响肠道感觉功能的另一个关键因素。微生物代谢物(如短链脂肪酸)和神经活性分子或前体(包括GABA和5-羟色胺(5-HT))可调节肠道和中枢神经系统活动。微生物失调与迷走神经信号改变、炎症反应增强以及胃肠道疾病和情绪障碍的症状相关。这些结果表明,微生物群是影响肠-脑信号传输准确性和信号转导的关键调节因子。功能性胃肠病(FGIDs)患者通常具有肠道通透性增加和轻度黏膜炎症。这些免疫改变可激活感觉传入纤维并使内感受系统敏感化,导致对肠道刺激的感知增强。炎症引发的内感受变化也可能影响肠-脑内感受回路,从而影响情绪和行为。针对内感受处理的干预措施已成为有前景的治疗方法。
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