Визначений шлях мозку, що викликає імпульсивне харчування

Нове дослідження Університету Джорджії виявило нервові шляхи в мозку комах, прив'язані до їжі для задоволення, відкриття, яке проливає світло на дзеркальні імпульсивні шляхи їжі в мозку людини.

"Ми знаємо, коли комахи голодні, вони їдять більше, стають агресивними і готові робити більше роботи, щоб дістати їжу", - сказав Пінг Шен, доцент кафедри клітинної біології УНГ у Франклінському коледжі мистецтв і наук. "Мало що відомо про іншу половину - поведінку годування, керовану винагородою - коли тварина не така голодна, але вона все одно хвилюється їжею, коли відчуває чудовий запах.

Той факт, що відносно нижча тварина, личинка мухи, насправді робить це імпульсивне годування на основі корисної репліки, було несподіванкою "

Дослідницька група під керівництвом Шень, який також є членом Інституту біомедичних та медичних наук, виявила, що представлення вигодованих личинок плодових мух апетитними запахами викликало імпульсивне годування продуктами, багатими на цукор. Результати, опубліковані 28 лютого в Cell Press, свідчать про те, що їсти для задоволення - це давня поведінка, і що личинки мух можуть бути використані при вивченні нейробіології та еволюції нюхових імпульсів, що визначаються винагородою.

Щоб перевірити поведінку мух, керовану винагородою, Шень представив апетитні запахи групам добре вгодованих личинок. У кожному випадку вигодовані личинки споживають приблизно на 30 відсотків більше їжі, коли оточені привабливими запахами.

Але коли комахам запропонували неякісну їжу, вони відмовились її їсти.

"Вони мають очікування", - сказав він. "Якщо ми зменшимо концентрацію цукру нижче порогової величини, вони вже не реагують. Подібно до того, що ви бачите у людей, якщо ви підійдете до гарного шматка пирога і скуштуєте його і визначите, що він старий і жахливий, ви більше не зацікавлені ".

Команда Шень також намагалася далі визначити це явище - зв'язок між хвилюванням та очікуванням. Він виявив, що, коли личинки мали короткий запах, кількість часу, коли вони були готові діяти на імпульс, становила близько 15 хвилин.

"Через 15 хвилин вони повертаються до нормального стану. Ви збуджуєтесь, але ви не можете залишатися збудженим назавжди, тому існує механізм його вимкнення", - сказав він.

Його робота також припускає, що нейропептиди, або хімічні речовини головного мозку, які діють як сигнальні молекули, що викликають імпульсивне харчування, узгоджуються між мухами та людьми. Нейрони отримують і перетворюють подразники в думки, які потім передаються нижньому течії механізму, що каже тваринам діяти. Ці сигнальні молекули необхідні для цього імпульсу, припускаючи, що молекулярні деталі цих функцій еволюційно пов’язані між мухами та людьми.

"Існують гіпервигідні ознаки, які люди та мухи еволюціонували сприймати, і вони пов'язують це сприйняття з поведінкою", - сказав Шен. "Поки це активовано, тварина буде їсти їжу. Таким чином, мозок дурний: він не знає, як він активується. У цьому випадку муха каже:" Я щось нюхаю, я хочу це зробити. ' Такий зв’язок був встановлений дуже рано, можливо, до розбіжності мухи та людини. Ось чому у нас обох він є ".

Імпульсивна поведінка та винагорода, спричинені винагородою, здебільшого неправильно розуміються, частково через складні системи, що працюють у мозку людини. Личинки мух за схемою та організацією дуже схожі на дорослих мух та ссавців, але з меншою кількістю нейронів і менш складними дротами.

"Для певної функції мозку ссавців може знадобитися великий скупчення нейронів", - сказав він. "У мух це може бути лише одна або чотири. Вони простіші за кількістю, але не принципові".

У моделі мухи чотири нейрони відповідають за передачу сигналів від нюхового центру до мозку для стимулювання дії. Кожен запах і рецептор перекладають реакцію дещо по-різному. Людські тригери, очевидно, більш різноманітні, але Шен вважає, що механізм оцінки поєднання, ймовірно, однаковий. Зараз він працює з Тяньмін Лю, доцентом інформатики UGA, членом Науково-дослідного центру біовізуалізації та Інститутом біоінформатики, над комп’ютерною моделлю, щоб визначити, як ці запахи інтерпретуються як подразники.

"Дієта складна, особливо в середовищі цих чудових продуктів", - сказав Шен. "Дуже важко контролювати цей імпульсивний потяг. Отже, якщо ми розуміємо, як виникає така компульсивна харчова поведінка, можливо, ми можемо розробити спосіб, як мінімум для поведінкового аспекту, запобігти цьому. Ми можемо краще модулювати свою поведінку або використовувати хімічні втручання, щоб заспокоїти ці ознаки ".