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为了能更好地理解食欲调节的复杂性，让我们以一种激素——瘦素（leptin）为例，观察它在该系统中起到什么样的作用。瘦素是由身体脂肪组织分泌的一种激素，而这种激素的受体以很高的密度分布在下丘脑中。瘦素发现于20世纪90年代早期，当时研究者认为它的角色是向大脑发信号要求停止进食。这是一个符合逻辑的论断，因为实验室研究经常用到由瘦素分泌基因缺陷而造成肥胖的小鼠品系。当这些小鼠人工补充瘦素之后，就开始减重。瘦素似乎是对抗肥胖潜在的一剂良方。[23]
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不幸的是，瘦素带来的希望无法轻易实现。瘦素的分泌量与体脂肪量直接相关，因此肥胖者已经分泌了大量的瘦素。这意味着，补充瘦素这种最简单的疗法，只会进一步提高肥胖者体内的瘦素含量。不过考虑到生产一种新减肥药的潜在利润，一种重组型瘦素的临床试验仍然开展起来。[24]结果喜忧参半：服用瘦素的节食者比服用安慰剂的节食者减掉了更多的体重，这是一个积极的结果；但是瘦素在不同的节食者身上产生了不同的效果，有些人减掉了大量的体重，而另一些反而增重了。这些肥胖的参与者中有一小部分人不能分泌足够的瘦素，因此额外补充瘦素对他们很有帮助。但是对大多数肥胖者而言，他们之所以发胖就是因为对瘦素的作用产生了一定的抵抗性，所以额外的补充反倒没有益处。
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研究者们现在才发现，瘦素并不是一种抑制食欲的激素，而是用于提醒大脑，身体的能量储备（脂肪）很充足。当瘦素水平低时，脑部鼓励动物要多进食或者保存能量。而在自然界中，过于肥胖是一种非常罕见的现象，因此瘦素水平高带来的正常生理机能始终没有被自然选择进程驯服。[25]所以高水平的瘦素，不管是自身分泌还是外界补充，并不能带来标准的临床效果。
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科学界以及公众都把瘦素看作一种潜在的减肥药，这种反应生动地说明了热量过剩的营养环境如何蒙蔽了我们的双眼，使我们无视身体的演化史和生理机能。20世纪60年代也有一个相似的案例，当时研究者发现有些个体在步入成年期之后就不再分泌消化乳糖用的生物酶。[26]现在我们知道全球大多数成人都无法消化乳糖，即乳糖不耐受，这是哺乳动物的常态。只有少数人群有长期食用乳制品、饮用鲜奶的历史，经过自然选择，这些人在成年之后也能消化乳糖。但是研究乳糖消化的首批科学家大多数都是北欧乳品文化的后代，所以他们认为成人的乳糖不耐受是一种遗传病，而非人类常态。考虑到当时的研究背景，这也许是一个可以理解的错误，但是这毕竟是错误的。而瘦素是在一个急于应对肥胖的社会环境中发现的，可以理解为什么它最初会被当作一种食欲抑制剂。毫无疑问，瘦素确实是调节食欲的诸多物质中的一种，但是只有当人体瘦素含量较低时它的自然作用才能显现；而对高瘦素水平的肥胖者，它无能为力。
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那么瘦素在治疗肥胖方面就全无临床价值吗？未必。一些研究显示，瘦素与其他起调节作用的激素组合在一起，可能比单独使用更有助于减肥。[27]也许应对肥胖需要的是不同的药物各显神通，而不是只靠一种灵丹妙药。另一种微妙的情况更需要瘦素的作用，这就是许多节食者面对的一大难题：体重反弹。瘦素水平会随着体重的下降而下降，而正如前文所述，这又会抑制热量消耗，增加食欲和饥饿感。在这两种情况的作用下，刚减去不久的肥肉自然又容易长回来。
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迈克尔·罗森鲍姆（Michael Rosenbaum）及其同事发现，对减掉10％体重的节食者补充一定剂量的瘦素，可以帮助他们保持现有体重，减轻低瘦素水平的影响。[28]借助fMRI的帮助，他们发现体重下降和瘦素补充都会影响节食者在看到食物时的脑部活动（与看非食物物体相比）。[29]罗森鲍姆等人写道：“（体重减轻之后）参与者看到食物时，情绪、执行、感官等神经系统的活动有增加，而控制摄食的情绪和认知系统的活动有减少。”[30]换言之，减重之后节食者的意志变得薄弱——他们想要吃得更多，同时更加难以控制自己对食物的情绪反应，这种情况可不妙。在体重维持阶段补充瘦素（而非安慰剂），可以使脑部活动模式回到节食之前的状况。因此从认知层面上来看，服用瘦素的节食成功者，体重反弹的风险较小。
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在人类的肠胃-心智系统中，瘦素只是食欲调节链条上的一环。对于希望减肥或者正在维持节食后体重的人来说，瘦素自有其价值，或者将会发挥其价值。节食的基本前提很简单：使摄入的热量低于消耗的热量。但是这个简单的公式与塑造我们身体的演化史、文化史以及（很多情况下也包括）个人历史相违背，非常难以贯彻到底。我们的身体不太想减轻体重，难以适应热量摄入降低后的新陈代谢。也许在未来的某天，瘦素和食欲调节链条上的其他环节可以推我们一把，让我们拥有更健康的未来。
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神经成像的革命性进步，使我们可以比较不同人群的脑部结构——男性与女性、年老与年轻、音乐家与非音乐家、失聪者与听力正常者，当然还有肥胖者与清瘦者。有时进行这些比较是为了基础科学研究——从基本层面理解人类脑部的变异和演化根源；而另一些比较是为了认识脑部的功能，以及随着学习过程和专业知识的积累，脑部会发生什么样的变化。而研究者比较肥胖者与清瘦者的脑部结构，当然是为了人们的健康。
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肥胖对身体的危害是众所周知的。肥胖引起的病痛中最常见的有心脏病、糖尿病和关节磨损。而不太为人熟知的是，肥胖对脑部也有损害，尤其是衰老的脑部。卒中风险的提高与各种形式的心脏病都有关系，而脑血管疾病本身就可能造成认知损伤和血管性痴呆症（限制了脑部的血液流动）。但是肥胖和2型糖尿病对认知健康的影响更大，这两者会使最常见的痴呆症——阿尔茨海默症加速发展。[31]
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随着我们日渐衰老，脑部也会萎缩。[32]通常这是指大脑的萎缩，尽管脑部的其他部分也会随着年龄增长而缩小。在我们的一生中，脑部灰质（由神经元组成）的体积一直呈现出逐渐缓慢缩小的趋势；而在成人期的大部分时间中，白质的体积并不会缩小，甚至还会变大。但是大约从60岁起，白质的体积开始迅速减小，由于白质和灰质同时萎缩，脑部的整体萎缩开始加速。阿尔茨海默症患者的大脑萎缩速度比正常情况更快，甚至可能是大脑先萎缩，然后再出现可察觉的认知损伤。那些脑部相对较大的患者，阿尔茨海默症对其认知和行为的影响会延迟出现，这可能是因为脑部为萎缩的加速提供了用以缓冲的储备区域。[33]而任何能加速大脑萎缩的情况都会增加患阿尔茨海默症的风险，或者令症状加速出现。
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日益增多的脑结构神经成像研究发现，肥胖，甚至只是超重，都可能对脑部的健康产生负面影响。在中年人群中，体重指数〔1〕，即BMI值的升高与脑部萎缩、神经元及白质异常有关，尤其是在大脑额叶中。[34]对老年人的研究也发现了相似的相关性，例如，一项针对老年瑞典女性的研究发现，BMI和颞叶萎缩存在相关关系。[35]这一发现可能对阿尔茨海默症的研究具有重要意义，因为颞叶中有一些负责记忆的重要区域。值得注意的是，BMI和颞叶萎缩之间的正相关关系，在多数并不肥胖的女性中也有发现。日本有一项研究以大量不同年龄的男女为样本，结果发现，在男性中，若干脑区的变化与BMI值相关，但在女性身上没有看到类似的相关性。[36]
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相关性固然有参考价值，但是直接比较肥胖人群与清瘦人群的脑部结构，我们可以得到更明确的结果。尼古拉·潘纳丘利（Nicola Pannacciulli）及其同事就开展了一项这样的研究，他们发现这两个人群的脑部存在一些差异：与清瘦者相比，肥胖者脑部额叶和顶叶部分区域，以及壳核（大脑半球内部的基底核之一）的灰质体积缩小。[37]研究者指出，这些区域都涉及味觉、奖赏和进食的调节。保罗·汤普森（Paul Thompson）及其同事开展了另一项研究，这次比较的是老年的肥胖者和清瘦者。他们发现，在5年的时间中，肥胖个体脑部下列区域的萎缩程度比清瘦者更严重：额叶、海马、前扣带回以及丘脑。[38]这些研究的目的并不是要确认肥胖是否导致了各种脑部结构的变化。但是随着越来越多研究的展开，主流看法认为，肥胖很可能是其诱因。
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容易发胖的原因之一已经确认，就是拥有一种与脂肪量和肥胖相关的FTO等位基因。[39]这种基因变体与体重和腰围的增加有关，而46％的西欧人都拥有这种等位基因。保罗·汤普森团队以206位健康的老年人为研究对象，发现拥有该等位基因的人额叶萎缩了8％，枕叶萎缩了12％。而BMI值较高的个体，这些脑叶也更小。此外，较高的BMI值还与颞叶、顶叶、脑干、小脑的萎缩有关。即便在控制了其他常见的健康指数（如胆固醇水平和血压值）之后，这种相关性依然存在。汤普森团队的其他研究还发现，在患有阿尔茨海默症和轻度认知损伤的人群中，较高的BMI值与所有主要脑叶的萎缩都有相关关系。[40]因此不管是认知功能良好的老年人还是有认知损伤的老年人，较高的BMI值都与脑部体积萎缩存在很强的相关关系。
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肥胖为什么会加速老年人脑部的萎缩？原因之一是糖尿病和前驱糖尿病会引起脑部血管的损伤。血流量的减少会直接造成脑组织损伤，并且会减慢阿尔茨海默症发展期间释放的神经毒素的清除过程。另外，肥胖者比体重正常者更少进行体育活动。众所周知，体育活动可以促进心脑血管健康，从而降低患阿尔茨海默症的风险。而肥胖的老人既要承受糖尿病相关症状引起的血管损伤，又因缺乏运动而危及脑血管的健康，因此他们患阿尔茨海默症的风险非常高。[41]这听起来很可怕，而更可怕的是，我们无法避免脑部逐渐老化带来的后果。[42]但是至少节食和锻炼可以帮助我们保持身体和脑部的健康，其益处可以持续一生。
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结构神经成像可以很好地展示肥胖对脑部健康的负面影响。而研究与进食和食欲相关的脑部网络时，科学家们会用到功能神经成像。他们可以观察在处理食物、食欲相关信号与刺激时，肥胖者及饮食功能紊乱者的认知活动与常人有何不同。前文已经讨论过，负责食物与进食的神经网络非常复杂，在不同的认知处理层面涉及多个脑部区域。在功能神经成像研究中，研究者需要对不同组别或同一组别内的不同参与者在某任务中的神经活动进行生物学或心理学上的测量。人们自然会想到比较肥胖者与非肥胖者，但是与其比较两个某种程度上定义较宽泛的组别，不如测量某个连续变量（如BMI值）与脑功能的相关性如何，有时后者会给人更多收获。这些研究通常要求参与者观看食物的图片——比较其进食前与进食后的反应，或者是禁食与饱食时的反应。
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由于进食行为涉及多个方面，可能有大量的因素会影响某人对食物的认知处理过程。相对而言，肥胖的后果是普遍相似的，但是造成过度饮食的心理变量可能千变万化，更不用提增重与减重期间的心理因素了。所以，当查看功能神经成像的研究结果时，要谨记我们面对着许许多多的变量，有些是生理因素，有些是认知因素，有些取决于研究者的不同研究方法和任务设计，有些取决于参与者的组成情况。研究者们能熟练地得到大量神经成像数据，但这些数据只有在经过重复实验和统计分析之后才具有科学意义。这是功能神经成像研究的普遍做法，并不仅限于与进食、食欲相关的研究。
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注意事项交代完了，下面来看一些功能神经成像的研究案例，这些研究将脑功能与可能的进食-行为相关变量联系起来。其中一个变量就是性别。尽管超重和肥胖并没有明显的性别差异，但是在发达国家，女性更容易患饮食紊乱症。[43]我会在下面谈到，针对进食紊乱的神经成像研究，确实揭示了患者与常人在脑部的结构与功能上存在差异。但女性为什么更容易发生进食紊乱？在健康人群对食物刺激的处理过程中，存在男女差异吗？
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一项研究指出，面对食物刺激时抑制脑部活动的能力可能存在性别差异。在该研究中，王俊杰（Gene-Jack Wang）及其同事考察了参与者在看、闻、尝各自最喜爱的食物时有什么样的脑部活动。[44]在其中一个实验里，参与者尽量自然地（在PET扫描仪中）享受食物刺激；而在对比实验中，即认知抑制条件下，参与者被要求抑制他们对食物的欲望，克制自己的饥饿感（参与者在实验前都禁食了）。在自愿的认知抑制条件下，男性参与者所有涉及情绪控制、条件作用以及动机的脑部区域——杏仁核、海马、岛叶、眶额叶皮质以及部分基底核的活跃性都减弱了。但同样是在认知抑制的条件下，女性参与者的脑部没有出现活跃度降低的情况。王俊杰及其同事认为，实验结果意味着女性在认知层面抑制进食欲望的能力较差，这可以解释为什么女性节食的成功率不如男性。[45]这种解读是可以成立的，我认为从更宽泛的角度来说，实验结果告诉我们，男性和女性对待食物及进食的动机可能存在差异，这可能导致了节食及饮食紊乱的性别差异。
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另一个可能影响饮食认知的变量是性格类型。卢卡·帕萨蒙蒂（Luca Passamonti）及其同事使用fMRI来研究参与者的外部食物敏感度（external food sensitivity，EFS）与他们对乏味或美味食物图片的认知处理过程是否存在关联。[46]EFS反映的是个体对食物外部线索（如其外观）的敏感程度，以及个体对外表吸引人的食物的食欲如何。
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