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我们如何知道何时该小便？

艾米莉·安德伍德， 可知杂志 你开车去某个地方，眼睛盯着路，突然感觉下腹部有点刺痛。一小时前喝的那杯特大杯可乐已经通过肾脏进入膀胱。“该靠边停车了”，你一边想，一边寻找出口匝道。 对于大多数人来说，在高速公路休息站停车是一种极其平凡的经历。但对于神经科学家丽塔·瓦伦蒂诺来说却并非如此，她研究过大脑如何感知、解读和响应膀胱信号。她对大脑接收膀胱感觉、将其与身体外部信号（如道路的景象和声音）相结合，然后利用这些信息采取行动（在这个场景中，就是找到一个安全、适合社交场合的上厕所地点）的能力非常着迷。“对我来说，这真的是大脑所做的美妙事情之一的一个例子，”她说。 科学家过去认为，我们的膀胱受一种相对简单的反射控制——储存尿液和排尿之间的“开关”。“现在我们意识到它比这复杂得多，” 华伦天奴，现任美国国家药物滥用研究所神经科学和行为学部门主任。大脑区域组成的复杂网络，负责决策、社交互动和了解身体内部状态等功能，也称为 内感受，参与拨打电话。 该系统不仅复杂得令人难以置信，而且非常微妙。例如，科学家估计，超过十分之一的成年人患有膀胱过度活动症，这是一种常见的症状，包括尿急（即使膀胱未充满也感觉需要小便）、夜尿（需要每晚频繁上厕所）和失禁。虽然现有的治疗方法可以改善一些人的症状，但对许多人来说却不起作用， 马丁·米歇尔他是德国美因茨约翰内斯古腾堡大学的药理学家， 研究膀胱疾病的治疗方法。事实证明，开发更好的药物非常困难，因此所有大型制药公司都放弃了这一努力，他补充道。 然而，最近，大量新研究为该领域带来了新的假设和治疗方法。瓦伦蒂诺说，尽管膀胱疾病的治疗历来都集中在膀胱本身，但新研究指出大脑是另一个潜在目标。结合旨在解释为什么某些群体（如绝经后女性）更容易出现膀胱问题的研究，这项研究表明，我们不应该简单地接受失禁等症状是不可避免的。 英迪拉·迈索雷卡休斯敦贝勒医学院微生物学家。我们经常被告知，这些问题只是衰老的一部分，尤其是对女性而言——“这在某种程度上是正确的，”她说。但许多常见问题是可以避免的，并且可以成功治疗，她说：“我们不必忍受痛苦或不适。” 微妙的平衡 从最基本的层面上讲，人类的膀胱是一个有弹性的袋子。为了装满尿液（大多数健康成年人的容量为 400 至 500 毫升（约 2 杯）），膀胱必须经历人体器官中最极端的扩张，从皱巴巴的空状态膨胀约六倍。 为了伸展到这么远，包裹膀胱的平滑肌壁（称为逼尿肌）必须放松。同时，围绕膀胱下口或尿道的括约肌必须收缩，科学家称之为守卫反射。 并非只有感觉神经元（紫色）能够感知膀胱的拉伸、压力、疼痛和其他感觉。其他类型的细胞，如构成尿路上皮阻挡尿液屏障的伞状细胞，也能感知和响应机械力——例如，当膀胱扩张以充满尿液时，释放三磷酸腺苷 (ATP) 等化学信号分子。 报道作者：E. Underwood / Knowable Magazine 膀胱在充满或充满时，95% 以上的时间都处于储存模式，使我们能够进行日常活动而不会漏尿。在某个时刻——理想情况下，当我们决定小便的时候——这个器官 从存储模式切换到释放模式为此，逼尿肌必须用力收缩将尿液排出，同时尿道周围的括约肌必须同时放松，让尿液流出。 一个世纪以来，生理学家们一直对人体如何协调储存和释放之间的切换感到困惑。20 世纪 20 年代，伦敦大学学院的外科医生弗雷德里克·巴林顿 (Frederick Barrington) 开始寻找脑干（大脑最下部与脊髓相连的部分）中的开关。 巴林顿与镇静猫一起工作 使用带电针损伤脑桥的不同区域，脑桥是脑干的一部分，负责睡眠和呼吸等重要功能。当猫恢复时，巴林顿注意到有些猫表现出想小便的欲望——通过抓挠、转圈或蹲下——但无法主动去排尿。与此同时，脑桥不同部位病变的猫似乎已经失去了小便的意识，它们会随机小便，每次小便时都会显得很吃惊。显然，脑桥是泌尿功能的重要指挥中心，告诉膀胱何时排尿。 超越巴林顿的核心 巴林顿的研究为我们目前对膀胱控制神经回路的理解奠定了基础。但我们现在知道，涉及的不仅仅是脑桥。 当膀胱充满尿液时，逼尿肌和膀胱壁内层的拉伸感应细胞会将膀胱充满的信号通过脊髓传送到脑干中称为导水管周围灰质的部分。然后信号传送到称为岛叶的区域，该区域充当一种传感器：膀胱越充满，岛叶中的神经元就会越多地发出称为动作电位的微小电脉冲。 接下来，大脑中负责规划和决策的区域——前额叶皮层——会计算出此时是否是社会上可接受的排尿时间。如果答案是肯定的，它会向导水管周围灰质发送信号，后者又向巴林顿在猫身上发现的脑桥部分——现在被恰当地称为巴林顿核——发送“一切正常”的信号。信号再传回膀胱，然后 瞧，出现排尿。 这是部分神经通路和大脑区域的简化表示，这些神经通路和大脑区域使大多数健康人能够感知膀胱何时充盈或充满，预测他们可以等待多长时间排尿，并成功执行“憋尿”或“排尿”的计划。这种复杂的双向神经通讯系统的任何层面的中断都可能导致膀胱疾病，全世界数百万人都有亲身经历。 报道作者：E. Underwood / Knowable Magazine 在过去十年中，用于绘制不同大脑区域如何连接和相互作用的超精确工具使得这幅图景变得更加精细。 Valentino 和她的团队使用了一种可以同时监测和分析大脑多个部位神经元电活动的技术，结果表明，当膀胱达到一定程度的充盈时，位于脑干蓝斑的神经元开始以稳定、有节奏的方式放电。这种活动像波浪一样蔓延到大脑的外层，即大脑皮层，并在排尿前约 […]