密歇根大学研究团队报告称,啮齿动物持续啃咬并非仅由反射或食物硬度等机械因素驱动。研究人员在小鼠中发现一条新的神经回路:牙齿相关的感觉输入可触发中脑多巴胺释放,从而为啃咬行为提供生化层面的“奖励”或激励。
研究成果已发表在《Neuron》杂志。研究团队表示,尽管该回路是在小鼠中识别,但其机制可能也适用于其他哺乳动物,并为理解口腔感觉、重复口腔行为与大脑奖赏系统之间的联系提供了新的证据。
密歇根大学文理学院分子、细胞与发育生物学系副教授段博与密歇根大学牙科学院助理教授乔舒亚·埃姆里克共同领导了这项研究。段博指出,过去主流观点将啃咬视为由机械维护需求驱动的被动行为,但最新结果显示啃咬具有明确的动机成分:存在一条将牙齿感觉输入连接到中脑多巴胺神经元的神经通路,这意味着即便是基础的维护性行为也会被大脑主动强化。

研究人员称,这一发现为重复口腔行为为何能够持续提供了更具体的生物学解释,并可能有助于理解其他物种与人类的类似行为,例如狗啃骨头以及人类咬指甲等。
在研究背景方面,啮齿动物(如鼠类、松鼠、河狸、土拨鼠、水豚等)门牙终生生长,需要通过持续啃咬维持牙齿长度与形态,并保持颚部对齐,否则进食将变得困难甚至无法进行。研究团队在使用小鼠模型研究触觉与体感神经回路时,注意到部分实验动物出现牙齿过长现象,由此提示可能存在超出简单反射的机制。随后,段博与研究口腔及颅面感觉的埃姆里克合作,对该现象及其口腔健康意义展开进一步研究。
研究团队描述称,牙齿周围组织中的触觉敏感神经元将信号传递至一个“交汇点”,并从此分出两条路径:一条通向参与颚部运动与门牙定位的运动神经元,构成啃咬的感觉—运动环节;另一条延伸至中脑并激活多巴胺相关中枢,构成行为的动机环节。段博表示,即便阻断动机通路,感觉—运动通路仍可在一定程度上维持牙齿,但缺乏动机时效率会显著降低。

研究人员同时提到,多巴胺调节与部分口腔问题存在关联,包括磨牙症(无意识磨牙或咬紧牙关)以及错牙合(上下牙齿错位)。团队认为,识别口腔感觉与多巴胺释放之间的连接,可能为相关疾病的干预研究提供线索。埃姆里克表示,如果该系统在更高层级出现故障,可能对口腔组织造成显著破坏,而目前缺乏针对根本问题的精准治疗,因此需要更清晰地理解这些行为在大脑中如何以及在哪里被驱动。
研究还提及,既往研究显示,在一些影响动机与行为的疾病人群中(包括自闭症和抑郁症),错牙合发生率高于平均水平。埃姆里克同时指出,帕金森病及其治疗会影响大脑多巴胺水平,患者长期使用多巴胺前体药物时可能出现磨牙症。研究团队表示,新识别的生物学回路可能是解释上述现象的原因之一。
除啃咬外,团队也在探索类似的“感觉—奖励”通路是否参与调控其他行为。段博称,研究人员认为这可能代表一种更普遍的组织原则,理解这些回路的结构与运作方式,或有助于在行为变得不适应时开展针对性干预研究。
据介绍,密歇根大学生命科学研究所、机械工程系、细胞与发育生物学系以及分子与整合生理学系的研究人员也参与了该研究。