دارة الدماغ التي تسبب الإفراط في التعرف عليها
سبتمبر 26th و 2013 in Neuroscience
يحدد عمل جينينغز وزملاؤه دائرة عصبية تقوم على سلوك التغذية في الفئران. باستخدام optogenetics لاستهداف هذه الدائرة العصبية ، تمكن الباحثون من قيادة وتمنع سلوك التغذية ، على التوالي ، بطرق مثيرة للدهشة ، بما في ذلك لتحفيز التغذية في الفئران التي تغذيها بشكل جيد ومنع التغذية في الفئران الجائعة. تظهر هذه الصورة بالذات كيف حفز تحفيز الدائرة العصبية التي حددها الباحثون على تغذية الفئران التي تم استيفاء متطلبات طاقتها بالفعل. الائتمان: جوش جينينغز
يحدد عمل جينينغز وزملاؤه دائرة عصبية تقوم على سلوك التغذية في الفئران. باستخدام optogenetics لاستهداف هذه الدائرة العصبية ، تمكن الباحثون من قيادة وتمنع سلوك التغذية ، على التوالي ، بطرق مثيرة للدهشة ، بما في ذلك لتحفيز التغذية في الفئران التي تغذيها بشكل جيد ومنع التغذية في الفئران الجائعة. تظهر هذه الصورة بالذات كيف حفز تحفيز الدائرة العصبية التي حددها الباحثون على تغذية الفئران التي تم استيفاء متطلبات طاقتها بالفعل. الائتمان: جوش جينينغز
قبل ستين عامًا ، تمكن العلماء من تحفيز منطقة من دماغ الفأر كهربائيًا مما يتسبب في أكل الفأر ، سواء كان جائعًا أم لا. الآن قام باحثون من كلية الطب بجامعة كارولينا بتحديد الروابط الخلوية الدقيقة المسؤولة عن إثارة هذا السلوك. النتيجة ، التي نشرت في 27 سبتمبر في المجلة علومتقرض سببًا في السمنة وقد تؤدي إلى علاجات لفقدان الشهية العصبي ، والشره المرضي العصبي ، واضطراب الإفراط في تناول الطعام ، وهو أكثر اضطرابات الأكل انتشارًا في الولايات المتحدة.
تؤكد الدراسة أن السمنة واضطرابات الأكل الأخرى لها أ أساس عصبيقال كبير مؤلفي الدراسة جاريت ستوبر ، دكتوراه ، أستاذ مساعد في قسم الطب النفسي وقسم بيولوجيا الخلية وعلم وظائف الأعضاء. وهو أيضًا عضو في مركز علوم الأعصاب التابع لجامعة الأمم المتحدة. "مع مزيد من الدراسة ، يمكننا معرفة كيفية تنظيم نشاط الخلايا في منطقة معينة من الدماغ وتطوير العلاجات."
قالت سينثيا بوليك ، الأستاذة المتميزة في اضطرابات الأكل في كلية الطب بجامعة كارولينا الشمالية وكلية جيلينجز للصحة العامة العالمية ، "إن عمل ستوبر يتجه إلى الدقة الآليات البيولوجية هذا الدافع وراء الإفراط في تناول الطعام وسيقودنا بعيدًا عن التفسيرات الوصمة التي تستدعي اللوم ونقص الإرادة ". لم يكن بوليك جزءًا من فريق البحث.
مرة أخرى في 1950s ، عندما حفز العلماء كهربائيا منطقة من الدماغ تسمى الهايبوتلاموس الجانبي ، كانوا يعلمون أنهم كانوا يحفزون العديد من أنواع مختلفة من خلايا الدماغ. أراد Stuber للتركيز على نوع واحد من الخلايا - الخلايا العصبية gaba في نواة السرير من المحطة الطرفية stria ، أو BNST. و BNST هو outroropping لل اللوزة، الجزء من الدماغ المرتبط بالعاطفة. يشكل BNST أيضًا جسرا بين اللوزة المخية والهايب الوحشي ، منطقة الدماغ التي تدفع الوظائف البدائية مثل الأكل والسلوك الجنسي والعدوان.
الخلايا العصبية GTA BNST لديها جسم الخلية وخيط طويل مع نقاط الاشتباك العصبي المتفرعة التي تنقل إشارات كهربائية في ما تحت المهاد الجانبي. أراد Stuber وفريقه تحفيز هذه المشابك باستخدام تقنية optogenetic ، وهي عملية تشاركية تسمح له بتحفيز خلايا BNST ببساطة عن طريق تسليط الضوء على نقاط الاشتباك العصبي.
عادة، خلايا الدماغ لا تستجيب للضوء. لذا استخدم فريق Stuber بروتينات معدلة وراثيًا - من الطحالب - حساسة للضوء وتستخدم فيروسات معدلة وراثيًا لإيصالها إلى أدمغة الفئران. ثم يتم التعبير عن هذه البروتينات فقط في خلايا BNST ، بما في ذلك نقاط الاشتباك العصبي التي تتصل بمنطقة ما تحت المهاد.
ثم قام فريقه بزرع كابلات الألياف البصرية في أدمغة هذه الفئران المولدة خصيصا ، وهذا سمح للباحثين بتسليط الضوء من خلال الكابلات وعلى مشابك BNST. وبمجرد أن ضربت النبضات المشابك BNST بدأت الفئران تأكل بالنهم رغم أنها كانت تغذى بالفعل. علاوة على ذلك ، أظهرت الفئران تفضيلًا قويًا للأطعمة الغنية بالدهون.
قال ستوبر: "كانوا يأكلون ما يصل إلى نصف السعرات الحرارية اليومية في حوالي 20 دقيقة". "يشير هذا إلى أن مسار BNST هذا يمكن أن يلعب دورًا في استهلاك الطعام والظروف المرضية مثل الشراهة عند تناول الطعام."
أدى تحفيز BNST أيضا الفئران إلى إظهار السلوك المرتبط بالمكافأة ، مما يشير إلى أن تسليط الضوء على خلايا BNST عزز متعة الأكل. على الجانب الآخر ، تسبب إغلاق مسار BNST في الفئران في إظهار القليل من الاهتمام بتناول الطعام ، حتى لو كانوا قد حرموا من الطعام.
قال ستوبر: "لقد تمكنا من التعرف على اتصال الدائرة العصبية الدقيق الذي تسبب في هذه الظاهرة التي لوحظت لأكثر من 50 عامًا"
وتشير الدراسة ، التي تستخدم التقنيات التي تم إبرازها في مبادرة معاهد الصحة الوطنية الجديدة ، إلى أن الأسلاك المعيبة في خلايا BNST يمكن أن تتداخل مع جوع أو إشارات الشبع وتسهم في اضطرابات الأكل عند البشر ، مما يدفع الناس إلى تناول الطعام حتى عندما تكون ممتلئة أو لتجنب الطعام عندما يكونون جائعين. هناك حاجة إلى مزيد من البحوث لتحديد ما إذا كان من الممكن تطوير الأدوية التي تصحيح دارة BNST خلل.
قال ستوبر: "نريد أن نراقب في الواقع الوظيفة الطبيعية لهذه الأنواع من الخلايا وكيف تطلق إشارات كهربائية عندما تتغذى الحيوانات أو تشعر بالجوع". نريد أن نفهم خصائصها الجينية - ما هي الجينات التي يتم التعبير عنها. على سبيل المثال ، إذا وجدنا خلايا يتم تنشيطها حقًا بعد الأكل بنهم ، فهل يمكننا إلقاء نظرة على ملف تعريف التعبير الجيني لمعرفة ما الذي يجعل هذه الخلايا فريدة من نوعها عن الخلايا العصبية الأخرى.
وهذا ، كما قال ستوبر ، يمكن أن يؤدي إلى أهداف محتملة للعقاقير لعلاج بعض المجموعات السكانية من المرضى اضطرابات الأكل.
مزيد من المعلومات: "الهندسة المعمارية للدائرة التثبيطية لتغذية أوركسترات الهايبوتلاموس الجانبي" ، بقلم JH Jennings et al. علوم، 2013.
المقدمة من جامعة ولاية كارولينا الشمالية الرعاية الصحية
;