Naukowcy odkrywają, jak głód pobudza u myszy naukę o jedzeniu

Myszy

W ciągu ostatnich lat detektywi z Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) faktycznie udali się do centrum inicjatywy, aby określić niewielką populację komórek nerwowych głęboko w umyśle, które wywołują głód, ale dokładnie w jaki sposób te komórki, a także niepożądane odczucia głodu, który wywołują, naprawdę skłaniają zwierzaka do odkrycia, a także do spożywania pokarmu, pozostawał niepewny.

Teraz badania opublikowane w czasopiśmie Natura traci zupełnie nowe światło na tym długotrwałym dochodzeniu. Badania prowadzone przez dr n. med. Bradforda B. Lowella z Wydziału Endokrynologii w BIDMC wykorzystują genetycznie spreparowany projekt myszy komputerowej stworzony w BIDMC, aby ujawnić skomplikowaną interakcję między komórkami nerwowymi, które kontrolują głód, nawyki, a także uczenie się. .

„Nasze odkrycie daje odpowiedź na to ważne pytanie, jak uczymy się szukać i spożywać żywność oraz jak głód wspomaga uczenie się zadań zorientowanych na zdobywanie pożywienia” – twierdzi Lowell, który jest dodatkowo nauczycielem medycyny w Harvard Medical School „Z dodatkową pracą nasze odkrycie może ostatecznie rzucić światło na to, co dzieje się nie tak w przypadku zaburzeń głodu, takich jak otyłość i jadłowstręt psychiczny”.

Skupiając się na komórkach nerwowych głodu AgRP – maleńkiej podpopulacji komórek nerwowych zlokalizowanych w podwzgórzu umysłu odpowiedzialnym za rozwijanie odczuwania głodu po okresie głodu – Lowell i współpracownicy wykorzystali opracowaną przez BIDMC konstrukcję myszy komputerowej, aby sprawdzić nerw zadanie komórek. Projekt myszy komputerowej – na którym w rzeczywistości opublikowano ponad 100 dokumentów klinicznych – umożliwia naukowcom włączanie i wyłączanie komórek nerwowych AgRP, ustalanie, co je włącza lub zawiesza, a także mapowanie ich powiązań z różnymi innymi obszarami umysłu .

„Korzystając z tego modelu, my i inni odkryliśmy jakiś czas temu, że te neurony są uruchamiane przez poszczenie, powodując głód, i że sztuczne włączanie ich u niedawno nakarmionej myszy, która inaczej by nie jadła, powoduje zjadanie ogromnych ilości jedzenia. jak gdyby mysz nie jadła od kilku dni” – twierdziła pierwsza pisarka Janet Berrios, doktorantka w BIDMC.

Co więcej, samo istnienie pożywienia lub wskazówka związana z istnieniem pożywienia natychmiast uniemożliwi komórce nerwowej zadanie, łagodząc niepożądany głód. Jeśli jednak jedzenie nie zostanie spożyte w krótkim czasie, mimo to zadania neuronalne odbudują się, przywracając głód do poprzedniego poziomu.

W badaniach „tu i teraz” grupa szkoliła spreparowane myszy, aby rozpoznały wskazówkę dotyczącą jedzenia, łącząc światło z dostępem do jedzenia, tak jak można nauczyć psa łączenia dźwięku otwierania szafki z uzyskaniem herbatnika. Dzięki genetycznie spreparowanym myszom naukowcy zaobserwowali, jak liczne stopnie głodu, a także istnienie wskazówek żywieniowych wpłynęły na komórki nerwowe AgRP.

Jak przewidywali, zaobserwowali, że niejedzenie aktywowało komórki nerwowe AgRP, a także wskazówki żywieniowe w otoczeniu – poprzez sieć komórek nerwowych w innych miejscach w umyśle – aby zapobiec zadaniu AgRP. Ale niezwykle, gdy grupa zamknęła tę sieć, stworzyła myszy, które miały wspaniały problem z nauczeniem się pracy, w której wskazówki sensoryczne związane z jedzeniem były wykorzystywane do prowadzenia zakupu żywności.

Na tej podstawie naukowcy zalecają, że post lub głód – rozpoznane jako aktywujące komórki nerwowe AgRP, a także uczucie głodu – wywołują niepożądane lub awersyjne doznania. Gdy wskazówki dotyczące jedzenia w otoczeniu uniemożliwiają zadanie AgRP, dodatkowo tłumi to nieprzyjemne uczucie, co z kolei działa jako zachęta skuteczna, adekwatna do poprawy uczenia się.

„To tak, jakby te satysfakcjonujące, powiązane ze wskazówkami sensorycznymi spadki nieprzyjemnej aktywności neuronów AgRP popychały mysz w kierunku wskazówek środowiskowych i zadań związanych z pozyskiwaniem pożywienia”, twierdzi Lowell, który pamiętał, że najprawdopodobniej spragnieni pracy podobnie, chociaż z różnymi dostosowanymi zbiór komórek nerwowych. „Oczywistą implikacją tego pomysłu jest to, że wyjaśnia, dlaczego dieta jest tak trudna — osoby na diecie nieustannie tkwią w tym nieprzyjemnym uczuciu. Krótko mówiąc, wydaje się, że jemy i pijemy, ponieważ dowiedzieliśmy się, że zmniejsza to aktywność neuronów deprywacji, a co za tym idzie, związane z nimi złe uczucia”.