开年精力不足？越休息越累？可能是脑中缺乏这种物质

头图由豆包生成，提示词：神经传导

谷氨酸竟掌控大脑情绪、记忆与健康，解锁趋利避害攻略

注意力无法长时集中，没办法投入长时间的学习和工作；

情绪忽高忽低，上一秒开心兴奋，下一秒难过到落泪；

总是忘记自己要做什么，话到嘴边却不知道要说什么……

多半是谷氨酸在起作用。

谷氨酸广泛存在于我们的大脑中。如果让你说出一种神经递质的名称，你最先想到的是什么？大多数人可能会首先想到多巴胺，事实上，我们大脑中超过90%的神经元使用谷氨酸作为神经递质。

谷氨酸的发现是一段充满传奇色彩的故事。1866年，德国化学家卡尔・海因里希・里特豪森从蛋白质水解产物中分离出了谷氨酸。不过，真正让谷氨酸声名远扬的，是1908年日本科学家池田菊苗的发现。池田菊苗从海带汤中提取出了谷氨酸，并敏锐地察觉到它所带来的独特味道。他将这种味道命名为“Umami”，也就是我们常说的鲜味。自此，谷氨酸开启了它在食品调味领域的辉煌篇章。

而在人体内，谷氨酸也是“大忙人”。谷氨酸是负责学习和记忆的神经递质，与我们所有的感觉、思想和行为息息相关。视觉、听觉、嗅觉、味觉、冷热感等，我们对环境中一切事物的感知都依赖谷氨酸。对过去的记忆、对未来的计划、想象力、创造力、语言、洞察力、判断力、适当的社会行为、同理心——一切使我们成为我们的因素——都与大脑皮质中的谷氨酸能神经元网络的活动变化密不可分。

阿信推荐一本新书——《多面的谷氨酸》，全面解读谷氨酸的双重角色，探索如何通过调节谷氨酸能神经元网络来改善认知、情绪，并提升我们的复原力。

大脑最重要的功能就是让生物体在环境中活动时，能够学习、记住和回忆周围环境及经历的细节。这一过程就好比我们在脑海中绘制了一幅“认知地图”，指引着我们在生活的迷宫中穿梭。而谷氨酸，便是绘制这幅地图的关键“画师”。

谷氨酸是一种重要的兴奋性神经递质，参与了我们对外界的感知、记忆的存储、情绪的调节，它通过两条纹状体丘脑通路调节丘脑功能，直接或间接地影响我们的认知控制功能。

大约40亿年前，谷氨酸就已经存在于地球上了，它是细胞用来构建蛋白质的20种氨基酸中最简单的一种。它还是大脑中杰出的神经递质，大脑中90%以上的神经元都将谷氨酸作为神经递质。

谷氨酸的作用远不止于此，在大脑发育的早期，甚至在神经元回路建立之前，谷氨酸就已经开始控制神经元的生长，并决定在哪里形成突触。一旦神经元网络形成，谷氨酸就会开始调整神经元网络的结构，以便优化大脑的众多功能。

在大脑的海马区域，谷氨酸扮演着极为重要的角色。

海马就像一个“记忆工厂”，负责将短期记忆转化为长期记忆，并将这些记忆存储起来。当我们接触新的知识、经历新的事物时，神经元之间的信息传递会变得异常活跃。

谷氨酸作为主要的兴奋性神经递质，如同“信使”一般，在神经元之间快速传递着信号。它激活特定的受体，尤其是NMDA受体，参与了长时程增强（LTP）的形成。简单来说，LTP就像是给神经元之间的“通信线路”做了一次升级，让它们传递信息的效率大幅提高。

这种神经元间通信效率的提升，被认为是学习和记忆的生物学基础。

每一次新知识的输入，都伴随着谷氨酸的活跃，它影响神经元之间的突触连接和神经网络的形成，帮助强化神经元之间的连接，使得记忆得以在大脑中深深扎根。

谷氨酸：记忆与学习的加速器

实际上，感官通路中的所有神经元都使用谷氨酸作为神经递质。通过谷氨酸能通路，海马与前额叶皮质、顶叶、颞叶、杏仁核和下丘脑相互连接，完成学习、记忆、空间导航和认知地图构建等一系列“脑力劳动”。

额叶中的回路在工作记忆和情景记忆的存储中发挥着关键作用，而海马与额叶之间有很强的谷氨酸能联系。就拿背单词举例，工作记忆是一种暂时保存信息的认知系统，能在短时间内对眼前的单词进行存储和加工。但要是想长时间保留这些信息，就需要围绕某一单词建立一种情景记忆，比如把“abandon” 和伤心、失望等情感联系起来，加深对单词语义的理解和记忆。

在这一系列的过程中，海马负责将这个单词的一些基本信息（如读音、拼写等）进行编码，然后通过谷氨酸能通路将信号传递给额叶。额叶接收到这些信号后，会对信息进行进一步的加工处理，这个过程依赖于谷氨酸的兴奋性传递。

有趣的是，完整的学习和记忆过程是由谷氨酸和多巴胺相互配合完成的。当我们学习一项新的技能，比如弹钢琴时，谷氨酸帮助形成新的神经连接，而多巴胺则在你掌握新技巧时给予你奖赏感。这种奖赏感激励你继续练习，从而提高技能。

因此，谷氨酸和多巴胺的平衡对于有效的学习和记忆至关重要，得先靠谷氨酸获得成就，多巴胺才能发挥作用，让我们产生进一步精进的成就感。

而且在儿童的成长发育中，谷氨酸也是大脑发育的“助推器”，能够促进神经元的生长和分化，让孩子的大脑神经元如同茁壮成长的幼苗，不断发展壮大。在学习过程中，谷氨酸更是发挥着关键作用，它能够增强大脑的兴奋性，让孩子更加专注、思维更加敏捷，进而提升学习能力，助力孩子们学得更快更好。

若不能记住快乐，那快乐有何意义

谷氨酸和多巴胺共同参与情绪调节。多巴胺通常与愉悦感和奖赏感相关联，当我们经历一些愉悦的事情，比如吃到美食、运动、得到赞扬等，大脑就会释放多巴胺，让我们感到快乐和满足。多巴胺会传递兴奋和开心的信息，激发和强化个体的行为动机，促进目标导向的行为。而谷氨酸则在学习和记忆中发挥关键作用，帮助我们记住这些积极的经历。当我们体验到积极的情绪时，多巴胺的水平会上升，让我们沉浸在快乐之中，而谷氨酸则如同一个“记忆助手”，将此时的场景、感受等信息记录下来，以便在未来重复这些带来愉悦的行为。例如，当你吃到美味的食物时，味蕾的刺激促使大脑释放多巴胺，让你瞬间感到满足，而谷氨酸则迅速“开工”，记住这种食物的味道、口感和进食时的环境氛围，让你下次再遇到类似的食物时，瞬间勾起美好的回忆，还想再吃。

一方面，谷氨酸能够促进多巴胺的释放，使得我们在学习、探索新事物的过程中，伴随着好奇心得到满足时的愉悦感，进一步强化了对该事物的记忆和追求欲望；另一方面，多巴胺水平的变化也可能影响谷氨酸在神经元之间传递信息的效率，当我们处于积极情绪状态下，二者协同作用，让大脑的学习和记忆功能达到最佳状态，帮助我们更好地适应环境、享受生活。

可以说，多巴胺负责点亮快乐的瞬间，谷氨酸则负责将这些瞬间编织成美好的回忆，二者携手为我们的情绪和认知世界增添绚丽色彩。

因此，研究人员越来越认识到，一定范围内的谷氨酸能神经元网络活动，对突触可塑性、最佳大脑功能和大脑终身健康至关重要。但也要小心，谷氨酸受体的过度激活会产生“兴奋性毒性”，这种毒性可以在癫痫发作、脑卒中和创伤性脑损伤时迅速发生，也可能在阿尔茨海默病、帕金森病等疾病中更隐蔽地发生。

谷氨酸的这种双重作用，使其成了大脑中的“双刃剑”。

“亦正亦邪”的神经递质

谷氨酸作为一种非必需氨基酸，在人体的能量代谢中起着至关重要的作用。当身体需要能量时，谷氨酸可以通过转氨作用生成α-酮戊二酸，进而投身于三羧酸循环（TCA循环），为机体源源不断地输送能量，堪称身体的“能量补给站”。在蛋白质合成方面，谷氨酸更是不可或缺的“建筑材料”，它与其他氨基酸携手合作，构建出人体所需的各种蛋白质，从肌肉组织的构建到酶的合成，都有谷氨酸忙碌的身影。

大脑消耗的绝大部分能量也来自谷氨酸能神经元的活动。谷氨酸通过作用于星形胶质细胞（大脑中的一种神经胶质细胞），增加了脑血流量，进而增加对活跃的神经元网络的营养供应。

此外，谷氨酸还通过参与重要的抗氧化剂谷胱甘肽的合成，参与我们体内的抗氧化作用，如同为身体穿上了一层“防护铠甲”，抵御氧化应激带来的损伤，守护细胞的健康。

然而，任何事物都讲究“过犹不及”，谷氨酸也不例外。过量摄入谷氨酸可能会引发一系列健康问题。由于它是一种兴奋性神经递质，过量时可能导致神经系统过度兴奋，使人出现头痛、头晕、心慌等不适症状。长期过量摄入，还可能对神经系统造成更为严重的损害，影响神经细胞的正常功能。并且，过量的谷氨酸会干扰人体对其他氨基酸的正常代谢，打破体内的代谢平衡，进而影响身体各项机能的正常运转。

当心谷氨酸成为疾病的助推器

谷氨酸在许多神经系统疾病的发生中扮演了关键角色，包括阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化（ALS）等。

阿尔茨海默病和帕金森病是两种常见的脑部神经退行性变性疾病，二者都涉及一种与谷氨酸受体过度激活有关的“慢性兴奋性毒性”，这是由患者大脑细胞能量代谢受损，同时伴有神经毒性蛋白的积累导致的。

大脑在正常衰老的过程中，神经元中的线粒体也会随之老化，并出现功能不良的情况。线粒体的功能不良可能导致细胞能量不足，使神经元更容易受到兴奋性毒性的影响，很可能导向对认知能力和运动能力的损害，增加患阿尔茨海默病和帕金森病的风险。

还有另一种相对罕见但致命的疾病——肌萎缩侧索硬化（ALS）——也可能与谷氨酸能有关。

在病程早期，谷氨酸能上运动神经元的过度兴奋，可能导致下运动神经元的活动增加，因此患者通常会经历肌肉抽动和痉挛的症状。

还有实验表明，谷氨酸水平的变化可能影响个体的焦虑程度。我们知道，压力过大是焦虑症和抑郁症的主要因素。当我们面临无法摆脱的压力时，神经元网络会被激活用来应对这些压力，但如果谷氨酸能神经元被过度激活，则会导致焦虑症的出现。

另外，谷氨酸通过影响皮质醇的水平，间接影响我们对压力的生理反应。研究表明，压力激素皮质醇水平升高时，会抑制毛囊干细胞的激活，导致脱发，这是“压力使人脱发”的具体机制。

“管住嘴、迈开腿”也能让大脑更健康

谷氨酸在人体机能运转中扮演着多重角色，它既可以是大脑的塑造者，也可以是其破坏者。而运动和间歇性禁食犹如一对“黄金搭档”，对谷氨酸能神经元网络的积极影响更是不容小觑。

先来说说运动。当我们迈开脚步奔跑、尽情挥洒汗水时，身体内部正发生着一场奇妙的“变革”。

运动能够促使大脑释放一种名为脑源性神经营养因子（BDNF）的物质，它就像是大脑的 “超级肥料”，滋养着神经元，促进神经元的生长、存活与分化。对谷氨酸能神经元而言，BDNF的增加意味着它们能够更好地发挥功能。运动刺激了与运动奖励机制紧密相连的谷氨酸能通路，使得谷氨酸能神经元活跃度大幅提升，进而投射到 VTA 的多巴胺神经元，激活大脑的奖励系统，让我们在运动中产生愉悦感，这种愉悦感又进一步激励我们坚持运动，形成良性循环。

间歇性禁食也很重要。禁食期间，身体从依赖葡萄糖供能逐渐转变为利用酮体供能，这种代谢转变激活了一系列适应性反应。在神经元层面，间歇性禁食能够增强内质网应激反应，驱动脑源性神经营养因子等可塑性基因的表达。如同在运动中一样，脑源性神经营养因子的增加对谷氨酸能神经元网络有着深远影响，它可以促进海马等关键脑区的长时程增强，提升神经元之间信息传递的效率，巩固学习与记忆能力。而且，间歇性禁食还可能通过调节肠道微生物群，增加肠道中有益物质的产生，这些物质可以间接促进神经元的再生与修复，为谷氨酸能神经元网络的稳定运行提供有力支持。