نظرات: دو مطالعه مهم نشان می دهد که مدارهای جداگانه ای برای مصرف قند اجباری وجود دارد - یا همانطور که YBOP آن را می نامد ، " مکانیسم خوردن" همیشه تصور می شده که اعتیاد رفتاری از آن ناشی می شود فقط تغییرات "مدارهای عادی". در حالی که این اتفاق می افتد ، اکنون مشهود است که "مدارهای پرش" جداگانه نیز وجود دارد.
این منطقی تکاملی است. این راهی برای ترغیب حیوان به مصرف بیش از حد مواد غذایی است. این مدارها از هیپوتالاموس ناشی می شوند ، که همچنین منطقه اصلی کنترل رفتارهای جنسی ، میل جنسی و نعوظ است. شک ندارم که پستانداران "مدارهای پرخوری" برای رابطه جنسی و همچنین غذا دارند. تولید مثل اولویت اصلی ژنهای ماست و فرصتهای جفت گیری معمولاً کمتر از فرصتهای غذایی است.
با هم، چاقی و نوع دیابت نوع 2 در بین بزرگترین مشکلات بهداشتی کشور ما قرار دارند و عمدتا از آن چیزی است که بسیاری از آن به اعتیاد به شکر می گویند. اما حل این مشکل پیچیده تر از حل اعتیاد به مواد مخدر است، زیرا به کاهش نیاز به غذا خوردن غذاهای ناسالم بدون تاثیر بر روی میل به مصرف غذاهای سالم در هنگام گرسنگی نیاز دارد.
در یک مقاله جدید در سلولدانشمندان علوم اعصاب در MIT این دو فرآیند را در موش کشف کرده اند و نشان داده اند که مهار یک مدار مغز ناشناخته که تنظیم کننده مصرف قند اجباری است، با غذا خوردن سالم مواجه نیست.
می گوید: "برای اولین بار، ما شناسایی کرده ایم که چگونه مغز قاچاق قلب را کدگذاری می کند و ما همچنین نشان دادیم که به نظر می رسد از غذا خوردن طبیعی و سازگارانه متمایز است." Kay Tye، ارشد پژوهشی موسسه Picowing برای یادگیری و حافظه ای که قبلا تکنیک های جدیدی برای مطالعه مدار مغزی در اعتیاد و اضطراب ایجاد کرده بود. "ما باید این مدار را در عمق بیشتری مطالعه کنیم، اما هدف نهایی ما ایجاد رویکردهای ایمن و غیرمخرب برای جلوگیری از رفتارهای خوردن ناسازگار است، ابتدا در موش و در نهایت در افراد".
اعتیاد به مواد مخدر به عنوان جستجوی اجباری مواد مخدر با وجود عواقب سوverse در مدرسه ، محل کار یا خانه تعریف می شود. داروهای اعتیاد آور "ربودن" مغز ، مرکز پردازش پاداش طبیعی ، ناحیه شکم شکمی (VTA) است. اما غذا یک پاداش طبیعی است و برخلاف دارو برای زنده ماندن ضروری است ، بنابراین مشخص نیست که پرخوری بیش از حد ناشی از یک اجبار مشابه است ، یا از چیز دیگری.
Antonello Bonci، مدیر علمی مؤسسه ملی سوء استفاده از مواد مخدر، که در تحقیق درگیر نبود، می گوید: "این مطالعه به نظر من یک گام مهمی در درک بسیاری از جنبه های پیچیده رفتار تغذیه ای است." "در حالیکه مطالعات زیادی در گذشته انجام شده است، با توجه به رعایت اجباری اختلالات مصرف مواد، این اولین بار است که یک مطالعه بسیار عمیق و جامع به همان جنبه هایی برای رفتار تغذیه ای اجباری می پردازد. از دیدگاه ترجمه، رویکرد فوق العاده ای از چند رشته ای که در این مطالعه استفاده شد، یک نتیجه بسیار هیجان انگیز دریافت کرد: مصرف شکر اجباری با یک مدار عصبی متفاوت از فیزیولوژیکی و غذایی سالم است. "
برای مطالعه، Tye و دانشجوی فارغ التحصیل او ادوارد نیه بر ارتباط بین VTA و هیپوتالاموس جانبی (LH)، که کنترل تغذیه را متمرکز شده است. اما چون LH همچنین انواع رفتارهای مختلف را کنترل می کند و به چندین مغز دیگر متصل می شود، هیچ کس هنوز یک سیستم تغذیه و پردازش پاداش را جدا نکرده است. Tye و Nieh ابتدا فقط با شناسایی و شناسایی نورونهای LH که به VTA متصل می شوند و فعالیت های طبیعی خود را در تکه های مغزی، با کمک Gillian Matthews، قبل از انجام آزمایشات حیوانی، ثبت کردند. الکترود ها فعالیت این نورون های شناسایی را در طی رفتار حیوان ثبت نمودند.
موش ها به طور طبیعی ساکارز را دوست دارند - شبیه انسانهایی که نوشابه های گازدار غنی از قند دوست دارند - بنابراین نیه با شنیدن و دیدن نشانه ای ، موش ها را آموزش داد تا در بندر زایمان به دنبال ساکارز بروند. بعد از اینکه موش ها یاد گرفتند پاداش ساکارز را پس از نشانه گیری پیش بینی کنند ، او به طور تصادفی از پاداش تقریباً نیمی از زمان خودداری کرد - ناامیدی تلخ. در مواقع دیگر ، موش ها به طور غیر منتظره پاداش ساکارز بدون هیچ نشانه پیش بینی دریافت کردند - یک شگفتی شیرین. این تفاوت بین انتظار و تجربه را خطای پیش بینی پاداش می نامند.
ضبط عصبی نشان داد که یک نوع نورونهای LH که به VTA متصل می شوند، تنها بعد از اینکه حیوانات به دنبال پاداش سوکروز بوده اند، فعال بوده و یا واقعا دریافت پاداش را انجام داده اند. مجموعه دیگری از نورون های LH، پس از دریافت بازخورد از VTA، پاسخ به پاداش و یا آن را حذف شده است.
در مرحله بعدی ، نیه با یک دانشجوی MD / PhD در آزمایشگاه Tye ، استیون آلساپ ، برای اصلاح موش ها کار کرد تا پیش بینی های عصبی LH-VTA پروتئین های حساس به نور را حمل کنند که می توانند نورون ها را با پالس های نور فعال یا ساکت کنند ، روشی به نام اپتوژنتیک. فعال سازی پیش بینی ها منجر به خوردن اجباری ساکارز و پرخوری در موش هایی که پر بودند ، شد. غیرفعال کردن این مسیر باعث کاهش اجباری شدن ساکارز که شبیه اعتیاد است می شود ، اما از موشهایی که گرسنه بودند مانع خوردن غذای معمولی نمی شود. نیه می گوید: "این هیجان انگیز بود زیرا ما داده های ضبط شده برای نشان دادن چگونگی این قند جویی اجباری را در اختیار داریم ، و ما فقط می توانیم رفتار اجباری را با ایجاد تغییرات بسیار دقیق در مدار عصبی رانندگی یا سرکوب کنیم."
تای ، كه همچنین استادیار توسعه شغلی وایتهد در است گروه علوم مغزی و شناختی MIT. "اکنون ما شواهدی داریم که نشان می دهد این انتقال در مدار LH-VTA نشان داده شده است."
نیه ، همکاری با متیوز ، فوق دکترای آزمایشگاه Tye ، همچنین نشان داد که نورونهای LH ترکیبی از سیگنالهای تحریک کننده (گلوتامات) و مهار کننده (GABA) را به VTA ارسال می کنند. اما برخلاف انتظار ، این سیگنال های مهاری و نه تحریکی بودند که باعث فعالیت تغذیه ای در موش شدند. هنگامی که پیش بینی های GABA به تنهایی فعال می شدند ، موش ها رفتار عجیب و غریبی داشتند ، پایین قفس را می خزیدند و حرکات آوردن یک ناگت غذا به دهان و جویدن آن را پانتومیم می کردند. (آنها تغذیه شده بودند ، بنابراین گرسنه نبودند.) نیه می گوید: "ما فکر می کنیم که پیش بینی های گلوتاماترژیک نقش پیش بینی های GABAergic را تنظیم می کنند ، و آنچه را که لازم است برای تولید قنداق هدایت کند ، تنظیم می کنند." "هر دو م componentsلفه باید با هم کار کنند تا سیگنال های تغذیه ای معنی دار دریافت کنند."
Bonci می گوید: "این برای این حوزه بسیار مهم است، زیرا این چیزی است که ما پیش از آن نمی دانستیم، و توانایی انقلابی در رویکرد ما به درمان پرخوری اجباری دارد."
محققان همچنین نورونهای ناهمگون را در انتهای این طرح در VTA مشخص کردند. هر زیرمجموعه از نورونهای LH با نورونهای تولید کننده دوپامین و GABA در VTA متصل می شوند. در حال حاضر آزمایشگاه به بررسی نحوه تغذیه و رفتارهای ناشی از سوکارز بر اساس نوع نورون هدف می پردازد.
این تحقیق به عنوان بخشی از جایزه تحقیقاتی جدید TYA 2013 NIH آغاز شد و هدف بلند مدت ایجاد یک پارادایم جدید برای درمان چاقی است که می تواند برای سایر اختلالات روانپزشکی استفاده شود. بودجه اضافی از منابع عمومی و خصوصی چندگانه، از جمله دانشجویان تحقیقاتی فارغ التحصیل NSF Nieh، دانشجویان سیستمهای مجتمع نیورون و برنامه آموزشی در نوروبیولوژی یادگیری و حافظه، به دست آمد. کارا N. Presbrey، کریستوفر A. Leppla، رومی Wichmann، راشل Neve، و کریگ P. ویلدز، همه اعضای موسسه Picower، همچنین در این کار کمک کرده است.
دانشمندان نورون هایی را برای مصرف بیش از حد مواد غذایی در سطح بی نظیری از جزئیات مشخص کرده اند
By آنا آزوولینسکی | ژانویه 29، 2015
دو تیم تحقیق مستقل، جمعیتی از نورون ها را در هیپوتالاموس تعریف می کنند که مسئول تحریک غذا به عنوان پاداش هستند، اما به احتمال زیاد ضروری نیست که به خوردن غذا برای بقا کمک کند. هر دو گروه یافته های خود را امروز (ژانویه 29) در سلول.
"این مقالات بزرگ است که شروع به تعریف پیچیدگی و ناهمگونی [هیپوتالاموس] و مجموعه های خاصی از نورون ها می شود که می تواند نتایج قابل توجهی را در رفتار رفتار ایجاد کند، گفت:" رالف دیلئونه، یک متخصص مغز و اعصاب دانشگاه ییل که در این کار دخیل نبود.
با استفاده از optogenetics، عصب شناس گریت استوبر در دانشگاه کارولینای شمالی، چپل هیل و همکارانش دریافتند که فعال کردن نورون های GABAergic در هیپوتالاموس جانبی (LH) موجب می شود موش ها بیشتر تغذیه کنند، در حالیکه مهار فعالیت این نورون ها باعث می شود موش ها نتوانند بیش از حد غذا بخورند. این نورون ها از دیگر جمعیت های عصبی در LH متمایز شده بود که قبلا در خوردن و رفتارهای مرتبط با پاداش دخیل بودند. هنگامی که این نورونها از نظر ژنتیکی تخلیه شدند، موشها انگیزه بیشتری برای به دست آوردن پاداش مایع کالری داشتند. دانشمندان همچنین از یک سلول در حال انتقال سیگنالینگ سلولهای صوتی از نورونهای GABAergic فردی در موشهای آزاد حرکتی به وسیله میکروندوسکوپها به داخل LH و اتصال میکروسکوپ فلورسانس کوچک به سرهای حیوانات تجسم کردند. تصویربرداری کلسیم جمعیت مشخصی از نورونهای GABAergic را نشان می دهد که بر اساس طعم و مزه اول یک پاداش غذا یا زمانی که موش ها بینی خود را خم کرده اند، نشانه ای از علاقه به غذا است، اما به ندرت در طول هر دو فعالیت.
DiLeone گفت: در تصویر برداری کلسیم در in vivo محققان را قادر می سازد فعالیت های نورونی را در مقیاس بزرگتر - در مناطق خاص مغز مطالعه کنند. تکنیک توسط آزمایشگاه مارک شنیتزر در دانشگاه استنفورد. "شش سال پیش، ما هیچ کدام از این فن آوری ها را نداشتیم - تخریب ژنتیکی، optogenetics، تصویربرداری in vivo" پل فیلیپسیک دانشمند عصبی در دانشگاه واشنگتن گفت دانشمند. "شگفت انگیز است که آزمایشگاه Stuber این را با هم ترکیب کرده و به صراحت به سوالات مهم علوم اعصاب پاسخ دهد."
نورونهای LH متنوع هستند و شناخته شده است که در رفتارهای مرتبط با پاداش مانند غذا خوردن، نوشیدن و رابطه جنسی دخالت دارند. اما مشخص ساختن زیرمجموعه های متنوعی از نورون ها در این ناحیه مغز، از لحاظ تاریخی یک چالش است. "ما یافته های القای تحریک الکتریکی را برای بیش از 30 ساله داشته ایم، اما ما نمی دانستیم که [آن نورون ها] ما را تحریک می کنند و این که آیا نورون های مربوط به تغذیه از LH یا کسانی هستند که فقط از طریق تکنیک های optogenetics عبور می کنند گفت: "در دسترس بود." روی عاقلیک متخصص مغز و اعصاب در موسسه ملی سوء استفاده از مواد مخدر که در این کار دخیل نبود.
"هیجان در زمینه علوم اعصاب برای تصویربرداری in vivo وجود دارد زیرا ما برای اولین بار به مطالعه الگوهای فعالیت در زیر سلول های تعریف شده مولکولی از نورون ها، افزود" استوبر.
در مطالعه دوم، به رهبری MIT neuroscientist کای تای، محققان دو جمعیت عصبی مجزا را در مدار اتصال LH و ناحیه شکمی شکمی مغز میانی (VTA) شناسایی کردند که به دلیل عملکرد پردازش پاداش شناخته شده است. نویسنده مطالعه گفت: آیا نورونها در این پیش بینیهای LH-VTA به خود قند پاسخ می دهند یا به عمل بدست آوردن قند معلوم نیست. ادوارد نیه، دانشجوی کارشناسی ارشد در آزمایشگاه Tye. "اکنون ما می دانیم که نورون هایی که به نشانه های مختلف پاسخ می دهند، زیرمجموعه ها هستند - بازیابی [قند] و خود [شکر]".
با استفاده از تنوع در تکنیک optogenetics، تیم به طور خاص فقط نورون های LH را هدف قرار داد که به VTA پیوند دارند. در آزمایش موش های آزاد حرکتی، تیم متوجه شد که نورون هایی که LH را به VTA متصل می کنند، در طی اقدام به دنبال پاداش شکر فعال شده اند، صرف نظر از اینکه پاداش حاصل شد. مهار این مدار، تنها رفتارهای تغذیه ای معمولی شکر را در این موش ها کاهش داد. تحریک فقط نورون های GABAergic در این مدار رفتار های غیر معمول: حیوانات در طبقه و یا فضای خالی در قفس خود را زمانی که هیچ غذایی وجود داشته است. و تحریک این نورون ها همچنین موجب رفتارهای اجباری کلاسیک برای غلبه بر شوک های الکتریکی مجاز شد - برای به دست آوردن پاداش شکر و افزایش پرخوری اجباری.
نیه گفت: "ما می توانیم اجزای سقراط را کاهش دهیم، اما بر تغذیه طبیعی آنها تاثیر نمی گذاریم." "این مهم است زیرا برای رفتار رفتار اجباری غذا، ما فقط می خواهیم بخش های ناسالم غذا را متوقف کنیم و غذا خوردن طبیعی داشته باشیم."
فیلیپس گفت: "یک برنامه واضح برای اختلالات تغذیه و احتمالا سوء مصرف مواد و قمار وجود دارد، زیرا ممکن است یک راه معمولی باشد که این گونه رفتارها را فعال کند."
در یک ایمیل به دانشمندTye گفت که آزمایشگاه او در حال حاضر کار می کند تا بهتر بتوان یک امضای عصبی برای اشتیاق را که می تواند در زمان واقعی تشخیص داده شود برای تعریف مداخلات برای جلوگیری از overeating اجباری و سایر رفتارهای اعتیاد آور قبل از شروع آن، تعریف کند.
JH Jennings و همکاران، "تجسم دینامیک شبکه هیپوتالامم برای رفتارهای اشتیاق و تحریک پذیر" سلول، doi.org/10.1016/j.cell.2014.12.026، 2015.
EH Nieh و همکاران، "مدارهای عصبی رمزگشایی که کنترل مکانیسمی برای جستجوی سقز را کنترل می کنند" سلول، doi.org/10.1016/j.cell.2015.01.003، 2015.
;