生命体在动态变化的外界环境中，需要依靠高度协调的内部调控机制维持稳态。近年来研究显示，大脑与外周器官之间的双向互作，是实现整体稳态（holistic homeostasis）的关键环节。本综述从神经、免疫与内分泌等跨系统调节通路出发，总结了大脑—器官互作在本能行为、应激适应和代谢调控中的核心作用，并提出“行为驱动的整体稳态”概念。该框架强调行为不仅是机体适应环境的输出形式，更是维持机体内稳态的重要生物学策略。文章进一步讨论了跨器官互作在生命复杂性与功能“涌现”中的意义，并指出其对精准医学和整体观视角下传统中医现代化研究的潜在价值。

背景介绍

生命体在动态变化的外界环境中，依赖多尺度、多系统的协同运作以维持内部稳态。我们在Fundamental Research发表的这篇综述中系统总结了近年来关于大脑与外周器官双向互作的研究证据，提出并阐述了“行为驱动的整体稳态（behavior-driven holistic homeostasis）”框架：行为既是大脑对环境信息整合后的输出，也是实现和重建机体内环境稳定的重要调控策略。

研究成果

该综述系统地呈现了神经、内分泌与免疫通路如何构成跨器官的信息流与反馈回路，从而实现对代谢、昼夜节律、免疫稳态与应激反应等关键生理过程的动态调节（见图1）。

图 1：机体在内源性及环境性压力刺激下，大脑与外周脏器之间相互作用的动态整合响应及其自我调控机制的模型。该模型强调，大脑—器官互作不仅体现为以中枢为核心的生理调节过程，同时亦包含外周器官经自我调节后对中枢系统的反馈调控，形成双向耦合与闭环调节，从而维持机体整体稳态与功能平衡。

近年来的前沿进展积累体现在三个方面。其一是神经环路研究工具精确度和分辨率的显著提升：借助细胞类型特异的病毒工具、光遗传/化学遗传学与体内钙示踪等技术，研究者已能在神经元与神经投射水平解析中枢神经核团（例如下丘脑、中缝背核、上丘、延髓核团等）如何以投射特异性模式调控外周器官功能，进而影响行为与代谢稳态。其二是跨组学与微生物学证据的互补：肠—脑轴研究显示肠道微生物组、代谢产物与肠道传出/传入神经共同参与情绪与神经退行性疾病的进程，提示微生物—代谢信号为脑—体互作提供了可干预的外周节点。其三是干预证据的累积：从药物（如 GLP-1 受体激动剂、二甲双胍）到非侵入性神经调制（如经耳迷走神经刺激）及传统手段（如针灸），多角度研究共同证明了通过外周脏器或外周神经系统实现对中枢功能与行为状态调控的可行性，这为“跨系统靶点治疗”提供了实证基础。

在理论上，我们把“整体稳态”置于“涌现（emergence）”与“全身网络动力学”讨论中，认为许多复杂表型（如压力应答、情绪与能量代谢策略）并非单一结构或单一路径所能解释，而是神经—免疫—内分泌—微生物等多模块耦合后的非线性产物。理解这些耦合关系需要从“环路→细胞→分子→系统”的多尺度整合出发，并以行为作为重要的输出变量与干预点。

未来展望

本综述指出若干关键研究方向。首先，需要构建可比较的跨物种功能学研究范式，以辨别哪些分子或环路特征在进化上保守并可作为一般性机制；其次，应推进高分辨率的时空组学与单细胞谱系学研究，解析在生理与病理状态下大脑与各外周器官之间的信息编码与传递方式；第三，发展因果推断与多组学整合的方法学——这包括利用人工智能对大规模多模态数据（多组学、影像、行为学、微生物组等）进行因果网络建模，以识别可操作的生物标志物与干预靶点；第四，临床转化需关注“跨系统干预”策略的参数化与个体化（例如如何依据个体的“先天/表型稳态”选择最优的神经调制或药物组合），并通过多中心临床试验验证安全性与疗效。本综述还提出，将中医的整体观与现代系统生物学相结合，可能为开发多靶点、多器官的精准干预提供理论与实践参考。

总之，本综述以严谨的文献证据链条和多学科视角，强调大脑—外周器官互作在维持机体稳态中的基础性地位，并提出以“行为驱动的整体稳态”为桥梁的研究范式。围绕这一框架，未来工作需聚焦于多尺度因果机制解析、可转化的生物标志物的识别，以及基于系统的多器官干预策略开发，这不仅有助于阐明多系统疾病的病因学，也将推动临床干预从“靶向器官”向“调控网络”转型。

引用本文

Xin-an Liu, Xulin Li, Peilei Shen, et al. Fundamental role of brain-organ interaction in behavior-driven holistic homeostasis. Fundamental Research. 5(6) (2025) 2626-2638.

原文链接（复制到浏览器中查看）：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325824003613

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