תגובות: שני מחקרים בולטים שהוכיחו כי קיימים מעגלים נפרדים לצריכת סוכר כפייתית - או כפי שמכנה זאת YBOP, 'א מנגנון binge'. תמיד חשבו שהתמכרויות התנהגותיות נובעות מכך רק שינויים ב"מעגלים רגילים ". אמנם זה קורה, אך כעת ניכר כי קיימים גם 'מעגלים bingeing' נפרדים.
זה הגיוני מבחינה אבולוציונית. זו דרך להאיץ את החיה לצרוך יתר כאשר אוכל זמין. מעגלים אלו נובעים מההיפותלמוס, שהוא גם אזור הבקרה העיקרי להתנהגות מינית, ליבידו וזיקפות. אין לי ספק כי יונקים מחזיקים ב'מעגלים מוגזמים 'למין וגם לאוכל. רבייה היא בראש סדר העדיפויות של הגנים שלנו והזדמנויות ההזדווגות בדרך כלל פחותות מהזדמנויות אכילה.
יחד, השמנת יתר וסוג סוכרת מסוג 2 מדורגות בין הבעיות הבריאותיות הגדולות ביותר של האומה, והן נובעות בעיקר ממה שמכנים רבים "התמכרות" לסוכר. אבל פתרון בעיה זו הוא מסובך יותר מאשר פתרון התמכרות לסמים, כי זה דורש הפחתת הכונן לאכול מזונות בריאים מבלי להשפיע על הרצון לאכול מזונות בריאים כאשר רעב.
במאמר חדש ב תא, מדעני מוח ב MIT יש untangled אלה שני תהליכים בעכברים הראו כי inhibiting מעגל המוח לא ידוע בעבר המסדיר צריכת סוכר כפייתי לא מפריע אכילה בריאה.
"לראשונה זיהינו כיצד המוח מקודד את הכפיית הסוכר הכפייתית, והראינו כי הוא נראה שונה מאכילה נורמלית, מסתגלת", אומר הסופר הבכיר קיי קיי, חוקר עיקרי במכון פיקוור ללימוד וזיכרון אשר פיתחו בעבר טכניקות חדשות לחקר מעגל המוח בהתמכרות וחרדה. "אנחנו צריכים ללמוד את המעגל הזה לעומק רב יותר, אבל המטרה הסופית שלנו היא לפתח גישות בטוחות, לא פולשניות, כדי למנוע התנהגויות אכילה לא הולמת, תחילה בעכברים ובסופו של דבר אצל אנשים".
התמכרות לסמים מוגדרת כחיפוש סמים כפייתי למרות השלכות שליליות בבית הספר, בעבודה או בבית. תרופות ממכרות "חוטפות" את המוח כמרכז עיבוד התגמול הטבעי, אזור הטגמנטל הגחון (VTA). אבל אוכל הוא תגמול טבעי, ובניגוד לתרופה הוא הכרחי להישרדות, ולכן לא היה ברור אם אכילת יתר נובעת מכפייה דומה, או ממשהו אחר.
"מחקר זה מייצג, לדעתי, צעד יוצא דופן בהבנת היבטים מורכבים רבים של התנהגויות האכלה", אומר אנטונלו בונצ'י, המנהל המדעי של המכון הלאומי להתמכרות לסמים, שלא היה מעורב במחקר. "אמנם היו מחקרים מצוינים רבים בעבר, תוך התבוננות בכונן הכפייתי של הפרעות בשימוש בחומרים, זו הפעם הראשונה שמחקר הולך עמוק מאוד ומקיף אל אותם היבטים של התנהגות אכילה כפייתית. מנקודת מבט טרנסלציונית, הגישה הרב-תחומית יוצאת הדופן ששימשה במחקר זה יצרה ממצא מרגש ביותר: צריכת סוכר כפייתית מתווכת על ידי מעגל עצבי אחר מאשר אכילה פיזיולוגית ובריאה ".
לצורך המחקר, Tye והתלמיד שלה אדוארד ניה התמקדו בקשרים בין ה- VTA לבין ההיפותלמוס לרוחב (LH), השולט על האכלה. אבל מכיוון שה- LH שולט גם בהתנהגויות שונות ומגוונות ומתחבר לאזורים רבים אחרים במוח, אף אחד עדיין לא בודד מעגל הזנה ומעבד גמול. טאי וניה זיהו לראשונה את הנוירונים של LH, אשר התחברו ל- VTA והקליטו את הפעילות הטבעית שלהם בפרוסות המוח, בעזרתם של ג'יליאן מתיוס, לפני שעברנו לניסויים בבעלי חיים. אלקטרודות רשמה את הפעילות של נוירונים מזוהים אלה במהלך התנהגויות בעלי חיים.
עכברים באופן טבעי אוהבים סוכרוז - בדומה לבני אדם שאוהבים סודה עשירה בסוכר - ולכן ניה אימן עכברים לחפש סוכרוז בנמל הלידה לאחר ששמע וראה רמז. לאחר שהעכברים למדו לחזות תגמול סוכרוז לאחר רמז, הוא מנע באופן אקראי את הפרס כמחצית הזמן - אכזבה מרה. בפעמים אחרות, העכברים קיבלו במפתיע תגמול סוכרוז ללא כל רמז מנבא - הפתעה מתוקה. הבדל זה בין הציפייה לחוויה נקרא טעות חיזוי תגמול.
ההקלטות העצביים הראו כי סוג אחד של נוירונים LH המתחברים ל- VTA רק נעשה פעיל לאחר החיה למדו לחפש שכר סוכרוז, בין אם זה באמת קיבל את הפרס. קבוצה נוספת של נוירונים LH, עם קבלת משוב מן VTA, קידוד התגובה לתגמול או מחדל שלה.
לאחר מכן ניה עבד עם סטודנט / ת דוקטורט במעבדה של טיי, סטיבן אולסופ, בכדי לשנות עכברים כך שתחזיות העצבים LH-VTA נשאו חלבונים רגישים לאור שיכולים להפעיל או להשתיק נוירונים עם פעימות אור, שיטה הנקראת אופטוגנטיקה. הפעלת התחזיות הובילה לאכילת סוכרוז כפייתית ולאכילת יתר מוגברת בעכברים שהיו מלאים. השבת מסלול זה הפחית את חיפוש הסוכרוז הכפייתי הדומה להתמכרות, אך לא מנע מעכברים שהיו רעבים לאכול צ'ו רגיל. "זה היה מרגש מכיוון שיש לנו את נתוני ההקלטה כדי להראות כיצד זה מחפש סוכר כפייתי זה," אומר ניה, "ואנחנו יכולים להניע או לדכא רק את ההתנהגות הכפייתית על ידי ביצוע שינויים מדויקים מאוד במעגל העצבי."
"חוקרי התמכרות שיערו שהמעבר מפעולות להרגלים לכפייה הוא הדרך להיווצרות התמכרות, אך בדיוק היכן ואיך זה קורה במוח היה בגדר תעלומה", אומר טיי, שהוא גם פרופסור עוזר לפיתוח קריירה ווייטהד. המחלקה למדעי המוח והקוגניציה של MIT. "עכשיו יש לנו עדויות שמראות שהמעבר הזה מיוצג במעגל LH-VTA."
ניה, שעבד עם מתיוס, פוסט-דוק במעבדת טיי, הראה גם כי נוירונים LH שולחים שילוב של אותות מעוררים (גלוטמט) ומעכבים (GABA) ל- VTA. אך בניגוד למצופה, האותות המעכבים הם לא המעוררים שהפעילו את פעילות ההאכלה בעכברים. כאשר הופעלו תחזיות ה- GABA לבדן, העכברים התנהגו בצורה תמוהה, מכרסמים בתחתית הכלוב ופנטומים בתנועות להביא נאגט מזון לפה וללעיסה. (הם הוזנו, כך שהם לא היו רעבים.) "אנו חושבים כי התחזיות הגלוטמטריות מווסתות את תפקידן של תחזיות ה- GABAergic, מכוונות את מה שראוי לכרסם", אומר ניה. "שני המרכיבים חייבים לעבוד יחד כדי לקבל אותות הזנה משמעותיים."
"זה מאוד חשוב לתחום, כי זה משהו שלא ידענו קודם", אומר בונצ'י, "ונושא את הפוטנציאל לחולל מהפכה בדרך שבה אנו מתקרבים לטיפול באכילת יתר כפייתית".
החוקרים מאופיינים גם נוירונים הטרוגניים על הקליטה של תחזיות אלה VTA. כל תת קבוצה של נוירונים LH מתחבר עם דופאמין ו- GABA בייצור נוירונים VTA. המעבדה בודקת כעת כיצד האכלה והתנהגויות של סוכרוז מבקשות להשתנות בהתאם לסוג נוירון היעד.
מחקר זה בוצע כחלק מפרויקט החוקר החדש של טאי-ניקס, עם המטרה ארוכת הטווח של הקמת פרדיגמה חדשה לטיפול בהשמנת יתר, שניתן להחיל על הפרעות נוירו-פסיכיאטריות אחרות. מימון נוסף הגיע ממקורות ציבוריים ופרטיים רבים, כולל מלגה של Nieh לתואר שני במחקרי מחקר, המענק המשולב למערכות עצביות, ותכנית ההדרכה בנוירוביולוגיה של למידה וזיכרון. קארה נ 'פרסברי, כריסטופר א. לפלה, רומי וויצ'מן, רייצ'ל נווה וקרייג פ. ווילדס, כולם חברים במכון פיקוור, תרמו גם הם לעבודה זו.
מדענים הגדירו נוירונים האחראים על צריכת מזון מופרזת ברמת פירוט חסרת תקדים
By אנה Azvolinsky | ינואר 29, 2015
שני צוותי מחקר עצמאיים הגדירו אוכלוסיות של נוירונים בהיפותלמוס שאחראים לגירוי של מזון כגמול, אך קרוב לוודאי שאין צורך לעודד אכילה להישרדות. שתי הקבוצות פרסמו את ממצאיהן היום (ינואר 29) תא.
"אלה הם מסמכים גדולים שמתחילים להגדיר את המורכבות וההטרוגניות של ההיפותלמוס ואת קבוצות הנוירונים הספציפיות שיכולות לייצר תוצאות התנהגותיות דרמטיות", אמר. ראלף דיליאונה, נוירוביולוג באוניברסיטת ייל שלא היה מעורב בעבודה.
שימוש באופטוגנטיקה, נוירולוגית גארט סטובר באוניברסיטת צפון קרולינה, צ'אפל היל, ועמיתיו מצאו כי הפעלת נוירונים GABAergic בתוך ההיפותלמוס לרוחב (LH) הובילו עכברים להאכיל בתדירות גבוהה יותר, תוך עיכוב הפעילות של נוירונים אלה המניע את העכברים לא לאכול עודף. נוירונים אלה היו נבדלים מאוכלוסיות עצביות אחרות ב- LH שהיו קשורים בעבר באכילה והתנהגויות אחרות הקשורות לתגמול. כאשר נוירונים אלה היו מנוקדים גנטית, העכברים היו פחות מוטיבציה לקבל פרס קלוריות נוזלי. המדענים גם דמיינו איתות סידן של מאות נוירונים בודדים GABAergic בבת אחת בעכברים נעים חופשי על ידי השתלת microendoscopes לתוך LH ו מצרף מיקרוסקופ פלואורסצנטי מיניאטורה לראשי החיות. הדמיה הסידן הראה אוכלוסיות שונות של נוירונים GABAergic פעיל על הטעם הראשון של פרס מזון או כאשר העכברים דקר אפם שלהם סימן של עניין במזון - אך לעתים נדירות במהלך שתי הפעילויות.
ב vivo סידן הדמיה מאפשרת לחוקרים לקרוא את הפעילות העצבית בקנה מידה גדול יותר, באזורים ספציפיים של המוח, אמר DiLeone. הטכניקה פותחה על ידי מעבדה של מארק שניצר באוניברסיטת סטנפורד. "לפני שש שנים, לא היו לנו אף אחת מהטכנולוגיות האלה - אבלציה גנטית, אופטוגנטיקה, בהדמיה של vivo" פול פיליפס, סיפר מומחה למדעי המוח באוניברסיטת וושינגטון המדען. "זה מדהים לראות את המעבדה Stuber לשים אותם יחד בצורה כל כך נקי לענות על שאלות מדעי המוח".
נוירונים של LH הם מגוונים, ידוע להיות מעורב התנהגויות הקשורות גמול כגון אכילה, שתייה, ומין. אבל אפיון של subpopulations המגוון של נוירונים באזור המוח הזה היה היסטורית אתגר. "היו לנו את ממצאי הגירוי החשמלי במשך יותר מ 30 שנים, אבל לא ידענו אילו נוירונים היינו מעוררים והאם הנוירונים הקשורים להאכלה הם מה LH או מאלה שעברו רק עד טכניקות אופטוגנטיקה הפך זמין, "אמר רוי וייז, נוירולוג במכון הלאומי לשימוש בסמים שלא היה מעורב בעבודה.
"יש התלהבות בתחום מדעי המוח עבור הדמיה vivo כי זה מאפשר לנו, בפעם הראשונה, ללמוד דפוסים של פעילות בתוך subproopulations מוגדר מולקולרית של נוירונים," הוסיף Stuber.
במחקר השני, בראשותו של המדען הראשי של MIT קיי טייהחוקרים זיהו שתי אוכלוסיות עצביות מובחנות במעגל המקשר בין ה- LH לאזור הטגמנטלי הגחוני של המוח התיכון (VTA), הידוע בתפקוד עיבוד התגמול שלו. החוקרים אמרו כי האם נוירונים בתחזיות LH-VTA אלה מגיבים לסוכר עצמו או לפעולת השגת הסוכר. אדוארד ניה, סטודנט לתואר שני במעבדה של טי. "כעת אנו יודעים כי יש subpopulations של נוירונים להגיב רמזים שונים - אחזור [סוכר] ו [סוכר] עצמו."
באמצעות וריאציה על טכניקה optogenetics, הצוות התמקדו במיוחד רק את הנוירונים LH המקשרים VTA. בחינת עכברים נעים באופן חופשי, הצוות מצא כי הנוירונים המחברים את LH ל VTA הופעלו במהלך מעשה של המבקשים פרס הסוכר, ללא תלות אם הפרס התקבל. עיכוב מעגל זה הפחית רק את החיפוש אחר הסוכר הכפייתי - לא התנהגות האכלה נורמלית - בעכברים האלה. גירוי רק הנוירונים הגאבארגיים במעגל זה הניבו התנהגויות חריגות: בעלי החיים מכרסמים ברצפה או בחלל הריק בכלובים שלהם כאשר לא היה מזון. וגם גירוי נוירונים אלה גרמה גם התנהגות קומפולסיבית קלאסית של התגברות על זעזועים עונש חשמלי - כדי להגיע פרס סוכר, מוגברת אכילת יתר.
"אנחנו יכולים להפחית את הצורך סוכרוז כפייתי אבל לא משפיע על האכלה נורמלית שלהם," אמר Nieh. "זה חשוב כי בטיפול התנהגות אכילה כפייתית, אנחנו רק רוצים לעצור את החלקים הלא בריאים של אכילה ולשמור על אכילה נורמלית שלם."
"יש יישום ברור להאכיל הפרעות ואולי שימוש בסמים והימורים כי זה עשוי להיות מסלול משותף המפעיל התנהגויות מסוג זה," אמר פיליפס.
בהודעת דואר אלקטרוני אל המדען, אמר Tye המעבדה שלה פועלת כעת כדי להגדיר טוב יותר חתימה עצבית עבור השתוקקות כי ניתן לזהות בזמן אמת לפתח התערבויות להפסיק אכילת יתר כפייתית והתנהגויות ממכר אחרים לפני שהם מתחילים.
JH Jennings et al., "ויזואליזציה של רשת הדינמיקה ההיפותלמית להתנהגויות תאובות ובנוניות" תא, doi.org/10.1016/j.cell.2014.12.026, 2015.
EH Nieh et al., "פענוח מעגלים עצביים השולטים בחיפוש סוכרוז כפייתי" תָא, doi.org/10.1016/j.cell.2015.01.003, 2015.
;