鼠类的研究提供了关于甲状腺激素如何影响大脑连接的新见解。研究结果表明，甲状腺激素协调大脑和身体功能，促进探索性行为。这项研究可能为特定精神疾病的创新治疗铺平道路。
甲状腺激素在管理新陈代谢、体温、心率和生长等各种身体功能中至关重要。它通过与身体几乎每个器官系统的相互作用来实现这些效果。尽管对其对不同器官影响的研究广泛，但甲状腺激素如何影响大脑——这个可以说是最重要的器官——尚未完全理解。
哈佛医学院的科学家的最近研究揭示了甲状腺激素对大脑的影响。他们的研究于8月22日在《细胞》上发表，表明该激素能够改变大脑中的神经连接，从而鼓励动物探索其周围环境。
研究人员发现，通过同时调节大脑的连接和新陈代谢率，甲状腺激素在大脑和身体之间建立了联系。这种协调在动物需要寻找伴侣或收集资源等关键时刻促进了探索行为。
“众所周知，甲状腺激素会影响新陈代谢，我们现在已经证明它还会通过直接作用于大脑影响探索性行为，”首席作者、哈佛医学院布拉瓦特尼克研究所的神经生物学研究员丹尼尔·霍赫鲍姆表示。
这些发现强调了甲状腺激素水平不足可能导致抑郁状态，进而减少对探索的兴趣，而过量的甲状腺激素则可能引发以增强探索欲为特征的狂躁状态。研究人员认为这是理解异常甲状腺激素水平如何与某些精神障碍相关的重要一步。
个人动机
霍赫鲍姆对甲状腺激素的兴趣源于个人经历：他的妻子被诊断为甲状腺功能亢进，导致她的行为和新陈代谢发生突然而显著的变化。虽然她的症状在治疗后有所改善，但霍赫鲍姆对该激素对大脑的影响产生了好奇。
“我真的很惊讶于甲状腺激素的巨大精神影响，”霍赫鲍姆评论道。
他了解到甲状腺激素不足会降低新陈代谢并导致抑郁症状，而过量的激素则可能加速新陈代谢，导致狂躁。然而，他很难找到这些影响的明确科学解释。
在与哈佛医学院神经生物学教授贝尔纳多·萨巴蒂尼进行的一次意外讨论中，霍赫鲍姆意识到他们在这一主题上有共同的兴趣。
“自医学院以来，我对甲状腺激素对行为的影响的原因感到困惑，”萨巴蒂尼说，他同时也是哈佛大学凯普纳人工与自然智能研究所的主任和这项新研究的主要作者。“为什么这个激素会进入大脑这一点仍不清楚。”
这激发了一个旨在探索甲状腺激素在大脑功能中作用的项目。
连接大脑、身体与行为
甲状腺激素通过血液流动，几乎到达身体的每一个细胞。其水平由甲状腺、位于大脑底部的垂体腺和位于垂体腺上方的下丘脑之间的复杂相互作用进行调节。
值得注意的是，甲状腺激素受体在大脑的各个细胞中都存在，包括负责高级认知功能（如规划和决策）的大脑皮层的区域。
“令人震惊的是，在成熟的大脑中，甲状腺激素受体不仅存在于下丘脑，几乎存在于每个地方，”霍赫鲍姆说。
为了深入探索这一点，霍赫鲍姆、萨巴蒂尼及其研究团队对小鼠的单个皮层细胞进行了基因测序。他们发现，这种激素通过激活不同的基因在皮层中作用于神经电路，有效地改变了神经细胞之间的连接。
此外，当研究人员在皮层中增加甲状腺激素水平时，小鼠表现出更强烈的探索周围环境和冒险的意愿。
相反，当垂体皮层中的激素作用被阻断时，动物不再根据甲状腺激素水平改变其探索行为。
“这表明甲状腺激素在皮层中发挥着关键作用，”霍赫鲍姆解释道。
然而，这提出了一个新的问题：为什么一个调节新陈代谢的激素也会改变影响行为的大脑电路？
为了调查这一点，研究人员参考了早期的野外研究，追踪了在自然环境中的行为，测量了狒狒、松鼠猴和其他哺乳动物的甲状腺激素水平。研究结果显示，在温暖的季节，甲状腺激素水平和新陈代谢率通常较高——这与动物在这些时期增加的探索行为一致。
这项研究与最近的发现结合在一起，提供了甲状腺激素对大脑和身体功能影响的重要联系。
“我们认为，甲状腺激素直接影响大脑电路，将探索行为与新陈代谢率对齐，”他继续说道。“它根据环境同步您的大脑和身体。”
用萨巴蒂尼的话说，“看来甲状腺激素促使身体向大脑发出信号，进行探索和收集资源。”
未来方向
研究人员指出，甲状腺激素控制生理过程的方式在人体和其他哺乳动物中是高度保守的，这表明人类中也存在类似的脑-身体连接。
同一团队即将于2024年进行的一项研究已将美国成年人中升高的甲状腺激素水平与更高的就业率和更多的工作小时数联系起来。
目前，研究人员正在研究2004年经历海啸的印尼个人中这种关系。他们感兴趣的是，灾难带来的心理创伤是否导致了甲状腺激素水平的持久变化。
该团队还旨在探索因增加甲状腺激素而激活的探索性大脑电路的基础生物学。他们希望他们的研究能够突出与抑郁和双相情感障碍等精神疾病相关的大脑电路。
人们相信，这些疾病也会影响探索行为，这表明调整甲状腺激素可能有助于改变大脑电路，从而确定潜在的治疗途径，”霍赫鲍姆总结道。
