Az agyi áramkör, amely az átfedést kiváltja (2013)

Az agyi áramkör, amely a túlmelegedést kiváltja, azonosítható

Szeptember 26th, 2013 az idegtudományban

Jennings és munkatársai munkája azonosítja az egerek táplálkozási viselkedését alátámasztó idegi áramkört. A neurális áramkör célzásához optogenetikát használva a kutatók meglepő módon képesek voltak a táplálkozási viselkedés meghajtására és gátlására, beleértve a táplálást a jól táplált egerekben, és az éhes egerek táplálását gátolják. Ez a különleges kép azt mutatja be, hogy a neurális áramkör stimulálása a kutatók által kiváltott táplálást az egerekben, amelyek energiaigényét már eleget tették. Hitel: Josh Jennings

Jennings és munkatársai munkája azonosítja az egerek táplálkozási viselkedését alátámasztó idegi áramkört. A neurális áramkör célzásához optogenetikát használva a kutatók meglepő módon képesek voltak a táplálkozási viselkedés meghajtására és gátlására, beleértve a táplálást a jól táplált egerekben, és az éhes egerek táplálását gátolják. Ez a különleges kép azt mutatja be, hogy a neurális áramkör stimulálása a kutatók által kiváltott táplálást az egerekben, amelyek energiaigényét már eleget tették. Hitel: Josh Jennings

Hatvan évvel ezelőtt a tudósok elektromosan stimulálhatták az egér agyának egy részét, amelynek hatására az egér enni kezdett, akár éhes volt, akár nem. Most az UNC Orvostudományi Karának kutatói pontosan meghatározták a pontos sejtkapcsolatokat, amelyek felelősek e viselkedés kiváltásáért. A megállapítás szeptember 27-én jelent meg a folyóiratban Tudomány, betekintést enged az elhízás okába, és az anorexia, a bulimia nervosa és az étkezési zavarok kezeléséhez vezethet - az Egyesült Államokban a legelterjedtebb étkezési zavar.

„A tanulmány hangsúlyozza, hogy az elhízás és más étkezési rendellenességek a neurológiai bázis"- mondta Garret Stuber, a tanulmány egyik vezető szerzője, a pszichiátriai és a Pszichiátriai Tanszék adjunktusa sejtbiológia és fiziológia. Tagja az UNC Idegtudományi Központjának is. "További tanulmányokkal kitalálhatnánk, hogyan lehet szabályozni a sejtek aktivitását egy meghatározott agyrégióban, és hogyan lehet kezelést kialakítani."

Cynthia Bulik, az UNC Orvostudományi Karának és a Gillings Globális Közegészségügyi Iskolának az étkezési rendellenességek jeles professzora elmondta: „Stuber munkája pontosan meggyógyul biológiai mechanizmusok ami a mértéktelen evést ösztönzi, és elvezet minket a hibáztatásra és az akaraterő hiányára utaló megbélyegző magyarázatok elől. " Bulik nem volt része a kutatócsoportnak.

Visszatérve az 1950-ekbe, amikor a tudósok elektromosan stimulálták az agyi területet, amit az oldalsó hipotalamusznak neveztek, tudták, hogy sokféle agysejtet stimulálnak. Stuber egy cellatípusra akart összpontosítani - a gaba idegsejtekre a stria terminalis ágymagjában, vagy a BNST-ben. A BNST a amygdala, az agy az érzelmekkel kapcsolatos része. A BNST egy hidat képez az amygdala és az oldalsó hypothalamus között is, az agyi régióban, ahol az elsődleges funkciók, mint például az étkezés, a szexuális viselkedés és az agresszió.

A BNST gaba idegsejteknek van egy sejtje és egy hosszú ága, amelyek elágazó szinapszisokkal rendelkeznek elektromos jelek az oldalsó hipotalamuszba. Stuber és csapata optogenetikai technikával kívánta ösztönözni ezeket a szinapszisokat, ami egy olyan folyamat, amely lehetővé tette számára, hogy stimulálja a BNST sejteket egyszerűen a szinapszisok fényének ragyogásával.

Jellemzően, agysejtek ne reagáljon a fényre. A Stuber csapata tehát genetikailag módosított - algákból származó - fehérjére érzékeny fehérjéket használt, és génmanipulált vírusokat használt az egerek agyába. Ezek a fehérjék ekkor csak a BNST sejtekben expresszálódnak, beleértve a hipotalamuszhoz kapcsolódó szinapszisokat is.

Csapata ezután száloptikai kábeleket ültett be ezeknek a speciálisan tenyésztett egereknek agyaiba, és ez lehetővé tette a kutatók számára, hogy fényt sugározzanak a kábeleken és a BNST szinapszisokon. Amint a fény megüt a BNST szinapszisokkal, az egerek óvatosan kezdtek enni, bár már jól tápláltak. Továbbá az egerek erősen preferálták a magas zsírtartalmú ételeket.

"Körülbelül 20 perc alatt megennék a napi kalóriabevitel felét" - mondta Stuber. "Ez arra utal, hogy ez a BNST útvonal szerepet játszhat az élelmiszerfogyasztásban és a kóros állapotokban, például a mértéktelen evésben."

A BNST stimulálása azt is eredményezte, hogy az egerek a jutalommal kapcsolatos viselkedéseket mutattak, ami arra utal, hogy a BNST sejtek ragyogó fénye növelte az evés élvezetét. A flip oldalon a BNST útvonal leállítása az egereknek kevéssé érdekeltek az evés iránt, még akkor is, ha megfosztottak volna az ételtől.

"Igazán bejuthattunk a pontos idegi áramkör kapcsolatába, amely okozza ezt a jelenséget, amelyet több mint 50 éve megfigyeltek" - mondta Stuber.

A tanulmány, amely az új Nemzeti Brain Intézetek kiemelt technológiáit használja, azt sugallja, hogy a BNST sejtek hibás vezetése zavarhatja az éhség- vagy telítettségi jeleket, és hozzájárulhat az emberi táplálkozási rendellenességekhez, és az emberek akkor is eszik, ha teljes vagy elkerülik ételeket, amikor éhesek. További kutatások szükségesek annak megállapításához, hogy lehetséges-e olyan gyógyszerek kifejlesztése, amelyek korrigálnak egy hibás BNST áramkört.

"Valójában meg akarjuk figyelni ezeknek a sejttípusoknak a normális működését és azt, hogy elektromos jeleket adnak-e ki, amikor az állatok etetnek vagy éhesek" - mondta Stuber. „Meg akarjuk érteni genetikai jellemzőiket - milyen gének fejeződnek ki. Például, ha találunk olyan sejteket, amelyek a mértéktelen evés után valóban aktiválódnak, megnézhetjük a génexpressziós profilt, hogy megtudjuk, mi teszi egyedivé ezeket a sejteket a többi neurontól.

És ez, Stuber azt mondta, potenciális célpontokhoz vezethet a gyógyszerek bizonyos betegcsoportok kezelésére táplálkozási zavarok.

További információ: „A laterális hipotalamusz gátló áramköri architektúrája táplálja az etetést”, JH Jennings et al. Tudomány, 2013.

A University of North Carolina Health Care által biztosított