अलग-अलग न्यूरल सर्किट नियंत्रण cravings बनाम स्वस्थ भोजन, शोधकर्ताओं ने पाते हैं (2015)

रनिंग टाइम:: दो लैंडमार्क अध्ययनों से पता चलता है कि बाध्यकारी चीनी की खपत के लिए अलग-अलग सर्किट मौजूद हैं - या जैसा कि YBOP इसे कहते हैं, 'ए द्वि घातुमान तंत्र'। हमेशा से यह सोचा गया है कि व्यवहारिक व्यसन उत्पन्न होते हैं केवल "सामान्य सर्किट" के परिवर्तन। जबकि ऐसा होता है, अब यह स्पष्ट है कि अलग 'द्वि घातुमान सर्किट' भी मौजूद हैं।

यह विकासवादी समझ में आता है। यह भोजन उपलब्ध होने पर किसी जानवर को अधिक उपभोग करने का आग्रह करने का एक तरीका है। ये सर्किट हाइपोथैलेमस से उत्पन्न होते हैं, जो यौन व्यवहार, कामेच्छा और इरेक्शन के लिए प्रमुख नियंत्रण क्षेत्र भी है। मुझे इसमें कोई संदेह नहीं है कि स्तनधारियों में सेक्स के साथ-साथ भोजन के लिए 'द्वि घातुमान सर्किट' होते हैं। प्रजनन हमारे जीन की सर्वोच्च प्राथमिकता है और संभोग के अवसर आमतौर पर खाने के अवसरों की तुलना में कम और दूर होते हैं।

डिकोडिंग शुगर की लत

साथ में, हमारे देश की सबसे बड़ी स्वास्थ्य समस्याओं में मोटापा और टाइप 2 मधुमेह रैंक, और वे काफी हद तक चीनी को एक "लत" कहते हैं। लेकिन नशीली दवाओं की लत को हल करने की तुलना में इस समस्या को हल करना अधिक जटिल है, क्योंकि भूख लगने पर स्वस्थ खाद्य पदार्थों को खाने की इच्छा को प्रभावित किए बिना अस्वास्थ्यकर खाद्य पदार्थों को खाने के लिए ड्राइव को कम करने की आवश्यकता होती है।

एक नए पेपर में सेल, एमआईटी में न्यूरोसाइंटिस्ट्स ने इन दो प्रक्रियाओं को चूहों में अनअंगेज कर दिया है और दिखाया है कि पहले के अज्ञात मस्तिष्क सर्किट को रोकना जो अनिवार्य चीनी खपत को नियंत्रित करता है, स्वस्थ भोजन में हस्तक्षेप नहीं करता है।

"पहली बार, हमने यह पहचान लिया है कि मस्तिष्क किस प्रकार चीनी की मांग करने के लिए मजबूर करता है और हमने यह भी दिखाया है कि यह सामान्य, अनुकूली भोजन से अलग प्रतीत होता है," वरिष्ठ लेखक के टी टाय का कहना है, पॉवर इंस्टीट्यूट फॉर लर्निंग के एक सिद्धांत अन्वेषक और मेमोरी जिसने पहले लत और चिंता में मस्तिष्क सर्किटरी का अध्ययन करने के लिए उपन्यास तकनीक विकसित की थी। "हमें इस सर्किट का और अधिक गहराई से अध्ययन करने की आवश्यकता है, लेकिन हमारा अंतिम लक्ष्य कुपोषण खाने वाले व्यवहारों को सुरक्षित रखने के लिए सुरक्षित और गैर-संवेदनशील दृष्टिकोण विकसित करना है, पहले चूहों में और आखिरकार लोगों में।"

नशीली दवाओं की लत को स्कूल, काम, या घर पर प्रतिकूल परिणामों के बावजूद दवा की मांग के रूप में परिभाषित किया गया है। नशीली दवाओं के "अपहरण" मस्तिष्क के प्राकृतिक इनाम-प्रसंस्करण केंद्र, वेंट्रल टेक्टेरल क्षेत्र (वीटीए) है। लेकिन भोजन एक प्राकृतिक इनाम है और, एक दवा के विपरीत, अस्तित्व के लिए आवश्यक है, इसलिए यह स्पष्ट नहीं किया गया है कि क्या एक समान मजबूरी से, या किसी और चीज से परिणाम अधिक खा रहा है।

"इस अध्ययन का प्रतिनिधित्व करता है, मेरी राय में, खिला व्यवहार के कई जटिल पहलुओं को समझने में एक उत्कृष्ट कदम है," नेशनल इंस्टीट्यूट ऑन ड्रग एब्यूज के वैज्ञानिक निदेशक एंटेलो बोन्सी कहते हैं, जो अनुसंधान से जुड़े नहीं थे। “जबकि अतीत में कई उत्कृष्ट अध्ययन हुए हैं, पदार्थ-उपयोग के विकारों की अनिवार्य ड्राइव को देखते हुए, यह पहली बार है कि एक अध्ययन अनिवार्य खिला व्यवहार के लिए एक ही पहलू में बहुत गहराई से और व्यापक रूप से जाता है। एक अनुवाद के नजरिए से, इस अध्ययन में इस्तेमाल किए गए असाधारण बहु-विषयक दृष्टिकोण ने एक बहुत ही रोमांचक खोज का उत्पादन किया: शारीरिक, स्वस्थ भोजन की तुलना में एक अलग तंत्रिका सर्किट द्वारा अनिवार्य चीनी की खपत की मध्यस्थता की जाती है। "

अध्ययन के लिए, टीआईई और उसके स्नातक छात्र एडवर्ड नीह ने वीटीए और पार्श्व हाइपोथैलेमस (एलएच) के बीच संबंध पर ध्यान केंद्रित किया, जो खिला को नियंत्रित करता है। लेकिन क्योंकि LH विविध अन्य व्यवहारों को नियंत्रित करता है और कई अन्य मस्तिष्क क्षेत्रों से जुड़ता है, इसलिए किसी ने अभी तक एक खिला और इनाम-प्रसंस्करण सर्किट को अलग नहीं किया था। Tye और Nieh ने पहली बार केवल LH न्यूरॉन्स की पहचान की और उनकी विशेषता की जो VTA से जुड़ते हैं और जानवरों के प्रयोगों से पहले, गिलियन मैथ्यू की मदद से, ब्रेन स्लाइस में स्वाभाविक रूप से होने वाली गतिविधियों को रिकॉर्ड किया। इलेक्ट्रोड ने जानवरों के व्यवहार के दौरान इन पहचाने गए न्यूरॉन्स की गतिविधि को दर्ज किया।

चूहे स्वाभाविक रूप से सुक्रोज से प्यार करते हैं - चीनी-समृद्ध सोडा से प्यार करने वाले मनुष्यों के समान - इसलिए नी ने सुनने और देखने के लिए एक डिलीवरी पोर्ट पर सुक्रोज की तलाश करने के लिए चूहों को प्रशिक्षित किया। क्यू पर सूक्रोज इनाम की भविष्यवाणी करने के लिए चूहों के बाद, उन्होंने बेतरतीब ढंग से इनाम को आधे समय के लिए रोक दिया - एक कड़वी निराशा। दूसरी बार, चूहों ने अप्रत्याशित रूप से बिना किसी पूर्वानुमान के सूक्रोज़ इनाम प्राप्त किया - एक मीठा आश्चर्य। अपेक्षा और अनुभव के बीच के इस अंतर को रिवॉर्ड-प्रेडिक्शन एरर कहा जाता है।

तंत्रिका रिकॉर्डिंग से पता चला कि वीटीए से जुड़ने वाले एक प्रकार के एलएच न्यूरॉन्स केवल तब सक्रिय हो गए जब जानवर ने एक सुक्रोज इनाम की तलाश करना सीख लिया था, चाहे वह वास्तव में इनाम प्राप्त किया हो या नहीं। वीटीए से प्रतिक्रिया प्राप्त करने पर, एलएच न्यूरॉन्स का एक और सेट, इनाम की प्रतिक्रिया या इसके चूक के लिए एन्कोड किया गया।

इसके बाद, नीह ने चूहों को संशोधित करने के लिए टीएई की लैब, स्टीफन ऑलसोप में एमडी / पीएचडी छात्र के साथ काम किया, ताकि एलएच-वीटीए न्यूरल प्रोजेक्शन ने प्रकाश-संवेदी प्रोटीनों को ले लिया जो प्रकाश के दालों के साथ न्यूरॉन्स को सक्रिय या मौन कर सकते हैं, ऑप्टोजेनेटिक्स नामक एक विधि। अनुमानों को सक्रिय करने से सुक्रोज-खाने का खतरा बढ़ गया और उन चूहों में अधिक वृद्धि हुई जो भरे हुए थे। इस मार्ग को निष्क्रिय करने से अनिवार्य सुक्रोज की मांग कम हो गई, जो कि लत से मिलता जुलता है, लेकिन उन चूहों को नहीं रोका गया जो नियमित चबाकर खाने से भूखे थे। "यह रोमांचक था क्योंकि हमारे पास यह दिखाने के लिए रिकॉर्डिंग डेटा है कि यह बाध्यकारी चीनी की मांग कैसे होती है," नीह कहते हैं, "और हम तंत्रिका सर्किट में बहुत सटीक बदलाव करके केवल बाध्यकारी व्यवहार को ड्राइव या दबा सकते हैं।"

", लत शोधकर्ताओं ने इस बात की परिकल्पना की है कि क्रियाओं से आदतों तक की मजबूरी, लत निर्माण का मार्ग है, लेकिन वास्तव में मस्तिष्क में यह कहां और कैसे होता है यह एक रहस्य है," टाय कहते हैं, जो व्हाइटहेड कैरियर विकास विभाग के प्रोफेसर भी हैं। MIT के मस्तिष्क और संज्ञानात्मक विज्ञान विभाग। "अब हमारे पास सबूत है कि यह संक्रमण LH-VTA सर्किट में दर्शाया गया है।"

टी लैब में एक पोस्टडॉक मैथ्यू के साथ काम करने वाले नीह ने यह भी दिखाया कि एलएच न्यूरॉन्स वीटीए को उत्तेजक (ग्लूटामेट) और निरोधात्मक (जीएबीए) संकेतों का मिश्रण भेजते हैं। लेकिन अपेक्षा के विपरीत, यह निरोधात्मक संकेत थे, न कि उत्तेजक, जो चूहों में खिला गतिविधि को ट्रिगर करते थे। जब GABA अनुमानों को अकेले सक्रिय किया गया था, चूहों ने विचित्र रूप से व्यवहार किया, पिंजरे के तल पर कुतरना और मुंह में भोजन की डली लाने और इसे चबाने की मंशा को पैंटोमिमिंग किया। (वे खिलाए गए थे, इसलिए वे भूखे नहीं थे।) "हमें लगता है कि ग्लूटामेटेरिक अनुमान GABAergic अनुमानों की भूमिका को विनियमित करते हैं, यह निर्देश देते हैं कि क्या करना उचित है," नीह कहते हैं। "दोनों घटकों को सार्थक खिला संकेत प्राप्त करने के लिए एक साथ काम करना चाहिए।"

"यह क्षेत्र के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह एक ऐसी चीज है जिसे हम पहले नहीं जानते थे," बोन्सी कहते हैं, "और जिस तरह से हम बाध्यकारी ओवरईटिंग के लिए उपचार का दृष्टिकोण करते हैं, उसमें क्रांति करने की क्षमता को सहन करता है।"

शोधकर्ताओं ने वीटीए में इन अनुमानों के प्राप्त होने पर विषम न्यूरॉन्स की विशेषता भी बताई। LH न्यूरॉन्स का प्रत्येक उपसमूह VTA में डोपामाइन- और GABA- उत्पादक न्यूरॉन्स से जुड़ता है। प्रयोगशाला अब जांच कर रही है कि लक्ष्य न्यूरॉन प्रकार के आधार पर फीडिंग और सुक्रोज-मांग वाले व्यवहार कैसे भिन्न हैं।

इस शोध को Tye के 2013 NIH निदेशक के नए अन्वेषक अवार्ड के हिस्से के रूप में शुरू किया गया था, जिसमें मोटापे के इलाज के लिए एक नया प्रतिमान स्थापित करने के दीर्घकालिक लक्ष्य के साथ जो अन्य न्यूरोपैसाइट्रिक विकारों पर लागू किया जा सकता था। अतिरिक्त वित्त पोषण कई सार्वजनिक और निजी स्रोतों से आया, जिसमें नीह के एनएसएफ ग्रेजुएट रिसर्च फेलोशिप, इंटीग्रेटिव न्यूरॉनल सिस्टम फैलोशिप, और लर्निंग और मेमोरी के न्यूरोबायोलॉजी में प्रशिक्षण कार्यक्रम शामिल हैं। कारा एन। प्रेबरी, क्रिस्टोफर ए। लेप्पला, रोमी विचमैन, राचेल नेव, और क्रेग पी। वाइल्ड्स, जो कि पावोवर संस्थान के सभी सदस्य हैं, ने भी इस काम में योगदान दिया।

वैज्ञानिकों ने एक अभूतपूर्व स्तर पर भोजन की अत्यधिक खपत के लिए जिम्मेदार न्यूरॉन्स को परिभाषित किया है

By अन्ना अज़्वोलिंस्की | जनवरी 29, 2015