COMMENTS: Dui studii marcanti chì mostranu chì esistenu circuiti separati per u cunsumu compulsivu di zuccheru - o cum'è YBOP u chjama, 'a binge mechanism'. Si hè sempre pensatu chì e dipendenze comportamentali nascenu da solu alterazioni di "circuiti normali". Mentre questu accade, hè avà evidenti chì esistenu ancu "circuiti bingeing" separati.
Questu face un sensu evoluzionariu. Hè un modu per incitarà un animale à cunsumà troppu quandu l'alimentu hè dispunibule. Questi circuiti nascenu da l'ipotalamo, chì hè ancu a regione di cuntrollu principale per u comportamentu sessuale, a libido è l'erezioni. Ùn aghju micca dubbitu chì i mammiferi pussedenu "circuiti binge" per u sessu è l'alimentu. A ripruduzzione hè a prima priorità di i nostri geni è e pussibilità di accuppiamentu di solitu menu è più luntanu trà l'occasioni di manghjà.
Oghje, l'obesità è a classificazione di a 2 di Type entre i nostri prublemi di salute di u nostru paese, è sò largamente risultatu da quantu assai chjamanu "addiction" à u zuccheru. Però risolviri stu prublema hè più cumplessu ca solu di l'addiction di droga, perchè esse bisognu di riduzzione à l'impurtanza per manghjà malattendu senza salutà senza avè a brama di manghjà l'alimenti sani quandu hè fame.
In un novu carta in Celli neurocientífici di u MIT anghjulevanu e sti dui processi in u sanu è dimustra chì l'inhibitoriu un circuitu di u mo circulu di u regnu chì hà regula u cunsigliu di u zuccheru ùn interferiscenu incù una alimenta sana.
"Per a prima volta, avemu identificatu chì u cereu codice u zuccherallu compulsivu è avemu dinò chì hè stata distinta à l'alimentu normale, adaptativa", dice l'autori senior Kay Tye, un principale investigatore in l'Institute Picower per l'Aprendizaje è Memoria chì hà prubbabbiliamenti tecnulugia novi per studiu di circuituri di u mo in l'addiction è l'ansietà. "Avemu bisognu di studià stu circuitu in più prufundità, ma u nostru scopu finali hè di sviluppà apprezzamenti siguri è non invasivi per avertì e cumpurtamentu alimentariu maladaptivu, prima in sanu è, in ghjinirali, in i persone".
A tossicodipendenza hè definita cum'è ricerca compulsiva di droghe malgradu cunsequenze avverse à a scola, u travagliu o in casa. Droghe dipendenti "dirottanu" u cervellu hè u centru naturale di trasfurmazione di ricompense, a zona tegmentale ventrale (VTA). Ma l'alimentu hè una ricumpensa naturale è, à u cuntrariu di una droga, hè necessariu per a sopravvivenza, perciò ùn hè micca chjaru se u manghjà eccessivu deriva da una compulsione simile, o da qualcosa d'altru.
"Stu studiu rapprisenta, in u mo scopu, un passu davanti à avè l'intelligenza di i diversi aspettu intricatu di i cumpurtamenti alimentari", dice Antonello Bonci, direttore scientificu di l'Institutu Naziunale di Drug Abuse, chì ùn era micca implicatu da a ricerca. "Mentre chì parechji studii excellentu in u passatu, annunziendu u prughjettu compulsivu di i disordini di sustintamentu di u sustegnu, questa hè a prima volta chì un studiu si spera profundamente è indipendente in u listessu aspettu per u cumpurtamentu di l'alimentazione compulsiva. Dopu una persunale traslocu, l'approcamentu multidisciplinarii extraordinaria utilizatu in stu studiu pruduciutu un cuntrastu cusì excitante: chì u cunsigliu di zuccaru di zuccaru hè mediaturu da un circule neurilale differenti cù l'alimentu fisiològicu, sana ".
Per l'studiu, Tye è u so studiente graduate Edward Nieh fighjenu i ligami trà u VTA è l'hypotalamo lateral (LH), chì cuntene l'alimentu. Ma picchì a LH cuntrolja diversa altre cumpurtamenta è cuncera à l'altri regni di u funziunaria, nimu hà avutu ancu un circuitu d'alimentazione è ricuperazione. Tye è Nieh identificonu prima è carattarè solu a neurona LH chì cunghjuntanu à a VTA è fossile l'attività naturali in u foglie di u funziu, cù l'aiutu di Gillian Matthews, prima di trasfurmà à esperimenti animali. L'elettrodi anu registratu l'attività di sti neuroni identificati in i cumposti di l'animali.
I topi amanu naturalmente u saccarosu - simile à l'umani chì amanu i sodas ricchi di zuccheru - cusì Nieh hà furmatu i topi à circà u saccarosu in un portu di consegna dopu avè ascultatu è vistu una spina. Dopu chì i topi anu amparatu à prevede una ricumpensa di saccarosa à u mumentu, hà trattatu à casu a ricumpensa circa a metà di u tempu - una amare delusione. Altre volte, i topi anu ricevutu inaspettatamente una ricumpensa di saccarosu senza alcuna stima predictiva - una dolce sorpresa. Questa differenza trà l'aspettativa è l'esperienza hè chjamata errore di ricumpensa-predizione.
I rigioni neurugale dimostrau chì un tipu di neurons LH chjamati cù a VTA hè solu attivu dopu chì l'animali anu sappiutu di circà una recompensa di sucrose, sia accettata per a ricumpensa. Un altru settore di neuroni LH, nantu à riceve feedback di u VTA, hà cudificatu a risposta à a recompensa o à a so omission.
Dopu, Nieh hà travagliatu cù un studiente MD / PhD in u laboratoriu di Tye, Stephen Allsop, per mudificà i topi in modu chì e proiezioni neuronali LH-VTA portanu proteine sensibili à a luce chì ponu attivà o silenziu i neuroni cù impulsi di luce, un metudu chjamatu optogenetica. L'attivazione di e proiezioni hà purtatu à manghjà compulsivu di saccarosiu è hà aumentatu a mangiata eccessiva in topi chì eranu pieni. Inattivà sta via riduce a ricerca compulsiva di saccarosu chì s'assumiglia à a dipendenza, ma ùn impedisce micca à i topi chì avianu fame di manghjà chow regulare. "Hè statu eccitante perchè avemu i dati di registrazione per mostrà cumu sta ricerca compulsiva di zuccheru accade", dice Nieh, "è pudemu guidà o soppressà solu u cumpurtamentu compulsivu facendu cambiamenti assai precisi in u circuitu neurale".
"I ricercatori di a dipendenza anu fattu l'ipotesi chì a transizione da l'azzioni à l'abitudini à a compulsione hè a via di a furmazione di a dipendenza, ma esattamente induve è cume sta cosa accade in u cervellu hè statu un misteru", dice Tye, chì hè ancu u Prufessore di Whitehead Career Development Assistant in Dipartimentu di Scienze Cerebrali è Cognitive di u MIT. "Avà avemu evidenza chì mostra chì sta transizione hè rappresentata in u circuitu LH-VTA".
Nieh, travagliendu cun Matthews, un postdoc in u laboratoriu Tye, hà ancu dimustratu chì i neuroni LH invianu un mischju di segnali eccitatori (glutamati) è inibitori (GABA) à u VTA. Ma à u cuntrariu di l'aspettativa, sò stati i segnali inibitori, micca quelli eccitanti, chì anu attivatu l'attività d'alimentazione in i topi. Quandu e proiezioni GABA solu sò state attivate, i topi si cumpurtavanu in modu stranu, rosendu nantu à u fondu di a gabbia è pantomimendu i muvimenti di portà una pepita alimentaria in bocca è masticarla. (Eranu stati nutriti, allora ùn avianu micca fame.) "Pensemu chì e proiezioni glutamatergiche regulanu u rolu di e proiezioni GABAergic, dirighjendu ciò chì hè adattu à rosicà", dice Nieh. "I dui cumpunenti devenu travaglià inseme per uttene signali d'alimentazione significativi".
"Questu hè assai impurtante per u campu, perchè hè quellu chì ùn avemu micca sapiendu prima," Bonci says, "è porta u puteru per rivoluzionarià a manera chì avemu u trattamentu di u mancamentu compulsivu".
I ricchieri urganizzati di e neurone heterogenee nantu à u ghjornu d'accade di sti prugetti in u VTA. Ogni junghje di neuroni LH cuntrune cù dopamina è GABA chì producenu neuroni in u VTA. U labu hè issa studià quantu l'alimentazione è i sacchetti chì ci anu difettu di i modi di basa di u neurone di u focu.
Sta ricerca hè stata iniziata cum'è parte di u novu Prete d'Investigatore di Tye's 2013 NIH, cù l'ubbignu longu di stabilisce un novu paradisu per trattà l'obesità chì pò esse applicatu à l'altri prutezione neuropsiamatori. Ogni finanzamentu vinianu da diverse fonti pubblici è privati, cumprese a NSH Graduate Research Bonding, l'Associazione Integrativu di Sistemi Neuroniali, è u Prugramma di Formazione in a Neurobiulugia di l'Adeje è a Memoria. Kara N. Presbrey, Christopher A. Leppla, Romy Wichmann, Rachael Neve, è Craig P. Wildes, tutti i membri di l'Institute Picower, hà ancu contribuitu à stu travagliu.
I scientisti anu definitu i neuroni rispunsevuli di u cunsumu eccessivu di l'alimentu à un nivellu di predefinitu senza precedente
By Anna Azvolinsky | Gennaio 29, 2015
Dui gruppi di ricerca ndipinnenti anu definitu pupulazioni di neuroni in u lituanu chì sò rispunsabili di l'stimulazione cum'è alimentariu, perchè ùn prubabilmente micca necessariu di spur eating per survival. I dui gruppi pubblicaru i so loghji truvanu (ghjennaghju 29) in Cell.
"Questi sò grandi pezzi chì partenu di definisce a cumplessità è l'heterogeneità di i [l'ipidomettii] è i specìpuli di i neuroni chì pò pruduce risultati drammatique di cumportamentu", disse Ralph DiLeone, un neurobiologu di l'Università Yale chì ùn era micca implicatu in u travagliu.
Utilizare optogenetics, neurocientist Garret Stuber à l'Università di North Carolina, a Chapel Hill, è i so culleghi trovanu chì l'activazione di i neuroni GABAergic dentro di l'iputitali laterale (LH) purtatu i sappi da alimentate cù più freqüenza, mentre chì inhibitori l'attività di sti neuroni motivatu à i ratati à ùn manghjianu in l'excrementu. Questi neuroni sò distinti da altre populazione neuronal in a LH impiegata previamente in manghjà è à altre cumpitenza. Quandu sti neuroni eranu genetically ablated, i rossi eranu menu motivati per ottene una reward di caloria di u liquidu. I scientifichi videndu a crescita di signalà calci di centu cintunai di neuroni individuali GABAèrgichi all'età in i celu liberi chì impediscenu i micentoscopi in a LH è aghjunghje un microscopiu di fluoriscenza miniaturizatu à i capretti d'animali. A calcium imaging amparanu populazioni distinti di neuroni GABAèrgichi attivi nantu à u primu gustu di una ricumpensa d'alimenta o quandu i so suzziculate pusannavanu i filu, un signu di interessu à l'alimentariu, ma raramenti duranti ei attivitati.
In vivo calcium imaging li permette à i teste di l'attività neuronali di una scala più grande-in regions specificu di u cereu, disse DiLeone. A tecnica hè stata vigliazioni Laboratoriu di Mark Schnitzer in a Stanford University. "Sei anni fà, ùn avemu nunda di sti tecnulugii-ablation genetica, optogenetica, in vivo imaging" Paul Phillips, un neurocientist di l'Università di Washington, hà dettu U scientist. "Hè sorprendu per vede u labellu Stuber ponenu quessi chjappi pulitamente per risposta à dumande di sapurizii importanti".
I neuronii di a LH sò diverse, è cunnisciutu da esse involucrati in cumpativi rialivi, cumu manghjà, bevande è u sessu. Ma carattarizazioni di e diversità di sotturupula di i neuroni in questa regione di u sensu hè statu storicu statu sfida. "Avemu avutu i scuperte stimulanti elettrici per più di 30 anni, ma ùn sapemu micca [chì neuroni] avemu stimulanti è si i neuronii di l'alimentariu sò da LH o quelli chì sò ghjustificate finu à i tecnulugia di optogenètica hè dispunibile ", disse Roy Wise, un neurocientistu à l'Istituto Naziunale di Drug Abuse chì ùn era micca implicatu in u travagliu.
"Ci hè l'eccitamentu in u campu di neuroscienza per l'ima in vivo perchè permette, per a prima volta, per studià patti di l'attività nant'à subpopulations molecularmente difinuti di i neuroni", aghjunghjenu Stuber.
In u second studiu, guidatu da u MIT neurocientist Kay Tye, I ricercatori anu identificatu duie populazioni neuronali distinte in u circuitu chì cunnessa u LH è l'area tegmentale ventrali di u cervellu mediu (VTA), chì hè cunnisciuta per a so funzione di trasfurmazione di ricumpensa. Se i neuroni in queste proiezioni LH-VTA rispondenu à u zuccheru stessu, o à l'attu di uttene u zuccheru ùn era micca cunnisciutu, hà dettu u coautore di u studiu Edward Nieh, un studiente graduate in u laboratoriu di Tye. "Ora sapemu chì ci sò subpopulations di neuroni chì respondenu à parechje sfarenti, ripiglià u zuccheru è à u zucchero.
Utilizendu una variazione in una tecnulugia di optogenetika, u gruppu hà specificatu solu i neuronii in a LH chì liganu à a VTA. In esaminendu mouse movimenti liberi, a squadra trova chì i neuroni chì cunnessanu a LH à a VTA, fù attivata durante l'attu di circà una ricumpenza di zuccheru, indipindente da se a ricumpenza hè stata ottata. Inhibitu stu circuduu diminuinu solu u compulsione di u zuccadoru compulsivo, nè u cumportamentu alimentariu standard, in questi sete. Stimulating only the GABAergic neurons in stu circuitu hà pruduttu cumpurtamenti inusual: l'animali gnawed à u pianu o spaziu vacanti in i so cumpagnie quandu chì nisun mancu era presente. E stimulating these neurons also resulted in compulsive classical compulsive of overcoming shock-electric shock-to get to the recompense of sugar, and increased compulsive overeating.
"Pudemu ridire riduzzione sacrua compulsiva, ma affettatu micca a so alimenta normale", disse Nieh. "Questu hè impurtante perchè per trattà u cumpurtamentu alimentariu compulsivu, vulemu solu di firmà a parte pocu salute di manghjà è di mantene in modu nurmale cumu manghjatu."
"Ci hè una appiegazione chjaru à u disordine d'alimentazione è forsi l'abusu di drogi è di u ghjocu perchè pò esse una via cumuna chì accumule din tipe di cumpurtamenta", disse Phillips.
In un email à U scientist, Tye hà dichjaratu chì u labu hè oghje di travaglià per definisce megliu una sinadura neuronali per u craving chì pudaria esse detta in tempu realu per sviluppà intervenzioni per pariscenu furmulare compulsivamenti è altri cumpagni additivi prima di inizià.
JH Jennings et al. "Visualizing network dynamics for hypothalamic for behavioral appetitive and sonsummatory" Cell, doi.org/10.1016/j.cell.2014.12.026, 2015.
EH Nieh et al. "Circunscenti neurucinu di decoda chì cuntenenu u sacruvuli compulsività" Cell, doi.org/10.1016/j.cell.2015.01.003, 2015.
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