კომენტარები: ორი საეტაპო კვლევა ცხადყოფს, რომ ცალკეული წრეები არსებობს იძულებითი შაქრის მოხმარებისთვის - ან როგორც YBOP უწოდებს მას, binge მექანიზმი' ყოველთვის ფიქრობდნენ, რომ ქცევითი დამოკიდებულებები წარმოიშობა მხოლოდ "ნორმალური წრეების" ცვლილებები. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ხდება, ახლა უკვე აშკარაა, რომ ცალკეული "ბინგენური სქემები" ასევე არსებობს.
ამას ევოლუციური აზრი აქვს. ეს არის საშუალება ცხოველებისგან ზედმეტი მოხმარებისკენ მოუწოდოთ, როდესაც საკვები ხელმისაწვდომია. ეს სქემები წარმოიქმნება ჰიპოთალამუსისგან, რომელიც ასევე წარმოადგენს სექსუალური ქცევის, ლიბიდოს და ერექციის მთავარ მაკონტროლებელ რეგიონს. ეჭვი არ მეპარება, რომ ძუძუმწოვრებს აქვთ 'გადაჭარბებული სქემები' სექსისთვის და საკვებისთვის. გამრავლება ჩვენი გენების მთავარი პრიორიტეტია და შეჯვარების შესაძლებლობები, როგორც წესი, უფრო ნაკლები და შორს არის, ვიდრე ჭამის შესაძლებლობები.
დეკოდირების შაქრიანი დამოკიდებულება
ერთად, სიმსუქნე და ტიპი 2 დიაბეტის წოდება ჩვენს ერს უდიდესი ჯანმრთელობის პრობლემები, და ისინი დიდწილად შედეგად რა ბევრი მოვუწოდებთ "დამოკიდებულების" შაქარი. მაგრამ ამ პრობლემის გადაჭრა უფრო გართულებულია, ვიდრე ნარკომანიის გადაჭრა, რადგან ეს მოითხოვს შემცირების დისკზე ჭამა არაჯანსაღი საკვები არ იმოქმედებს სურვილი ჭამა ჯანსაღი საკვები, როდესაც მშიერი.
ახალი ქაღალდი მობილური, MIT- ის ნეირომეცნიერებმა ამ ორ პროცესს მაუსები არ შეუშვეს და აჩვენეს, რომ ადრე გაურკვეველი ტვინის მიკროსქემის დათრგუნვა, რომელიც არეგულირებს სავალდებულო შაქრის მოხმარებას, ხელს უშლის ჯანსაღი ჭამა.
"ჩვენ პირველად ვნახეთ, როგორ ტვინის შუამავლები შაქარს ეძებენ და ჩვენ ასევე გვიჩვენებს, რომ ეს ნორმალური, ადაპტირებული ჭამისგან განსხვავდება", ამბობს მკვლევარი პიკერვერის ინსტიტუტის პრინციპული მკვლევარი ქეი ტიე და მეხსიერებები, რომლებიც მანამდე შეიმუშავეს რომანის ტექნიკის შესწავლა ტვინის სქემით სწავლებისა და შფოთვის დროს. "ჩვენ უნდა შეისწავლოთ ამ წრიდან უფრო სიღრმისეულად, მაგრამ ჩვენი საბოლოო მიზანია უსაფრთხო, არაინვაზიური მიდგომების განვითარება, რათა თავიდან იქნას აცილებული maladaptive ჭამა ქცევის თავიდან აცილება, პირველი მაუსები და საბოლოოდ ხალხს".
ნარკომანია განისაზღვრება, როგორც იძულებითი ნარკომანიის ძიება, მიუხედავად უარყოფითი შედეგებისა სკოლაში, სამსახურში ან სახლში. ნარკომანი ნარკოტიკები ტვინის ბუნებრივი გაჯანსაღების დამუშავების ცენტრს, პარკუჭის სეგმენტალურ არეს (VTA) “იტაცებს”. მაგრამ საკვები ბუნებრივი ჯილდოა და, წამლისგან განსხვავებით, გადარჩენისთვის აუცილებელია, ამიტომ გაურკვეველია, ჭარბი ჭამა ასეთი იძულების შედეგია, თუ რამე სხვა.
"ეს კვლევა, ჩემი აზრით, საყურადღებოა, რომ წინ გადადგმული ნაბიჯების გადაღების მრავალი რთული ასპექტია", - ამბობს ნარკოდანაშაულის ეროვნული ინსტიტუტის სამეცნიერო ხელმძღვანელი ანტონიო ბონსი, რომელიც კვლევაში ჩართული არ არის. "მიუხედავად იმისა, რომ წარსულში ბევრი შესანიშნავი კვლევა ჩატარდა, ვხედავ ნივთიერებასთან დაკავშირებული დარღვევების სავალდებულო დისკზე, ეს არის პირველი შემთხვევა, რომ კვლევა ძალიან ღრმა და სრულყოფილად ასრულებს compulsive კვების ქცევის იგივე ასპექტებს. ამ კვლევაში გამოყენებულ რიგგარეშე მულტიდისციპლინურ მიდგომას წარმოადგენდა ძალიან საინტერესო გამოკვლევა: რომ შაქრის მოხმარების შუამავლობა შუამავლობით განსხვავებული ნერვული სქემაა ვიდრე ფიზიოლოგიური, ჯანსაღი ჭამა.
კვლევისთვის ტიე და მისი კურსდამთავრებული ედვარდ ნიიჰი ყურადღება გაამახვილეს VTA- ს და გვერდითი ჰიპოთალამუსის (LH) შორის კავშირები, რომელიც აკონტროლებს კვებავს. მაგრამ იმის გამო, რომ LH ასევე აკონტროლებს მრავალფეროვანი სხვა ქცევებს და აკავშირებს მრავალ სხვა ტვინის რეგიონებს, არავის ჯერ კიდევ არ აქვს იზოლირებული კვების და ჯილდოს გადამამუშავებელი სქემა. Tye და Nieh პირველად აღმოაჩინეს და ახასიათებდნენ მხოლოდ LH ნეირონებს, რომლებიც დაკავშირებულნი იყვნენ VTA- ში და ჩაატარეს ტვინის ნატეხებში მათი ბუნებრივად აქტივობა ჯილიან მეთისის დახმარებით, სანამ ცხოველურ ექსპერიმენტებზე გადადიოდნენ. ელექტროდებს ჩაუტარდათ ცხოველური ქცევის დროს აღნიშნული ნეირონების აქტივობა.
თაგვებს ბუნებრივად უყვართ საქაროზა - მსგავსია შაქრით მდიდარი სოდების მქონე ადამიანების მსგავსად - ამიტომ ნიემ თაგვები გაწვრთნა, რომ მინიშნების მოსმენისა და დანახვისას საქაროზას ეძებდნენ მშობიარობის პორტში. მას შემდეგ, რაც მაუსებმა საქაროზის ჯილდოს წინასწარმეტყველება ისწავლეს, მან შემთხვევით შეაჩერა ჯილდო ნახევარი დროის განმავლობაში - მწარე იმედგაცრუება. სხვა დროს, მაუსებმა მოულოდნელად მიიღეს საქაროზას ჯილდო ყოველგვარი პროგნოზირების გარეშე - სასიამოვნო სიურპრიზი. მოლოდინსა და გამოცდილებას შორის ამ სხვაობას ჯილდოს წინასწარმეტყველების შეცდომას უწოდებენ.
ნერვულმა ჩანაწერებმა აჩვენა, რომ VTA- თან დაკავშირებულ ერთ-ერთ LH ნეირონს მხოლოდ აქტიური გახდა მას შემდეგ, რაც ცხოველმა ისწავლა, რომ Sucrose- ის ჯილდოს მოძიება შეძლებდა თუ არა მას რეალურად მიღებული ჯილდო. კიდევ ერთი კომპლექტი LH ნეირონების, მიღების შემდეგ კავშირი VTA, encoded პასუხი ჯილდო ან მისი უმოქმედობის.
შემდეგ, ნიემ იმუშავა დოქტორანტთან და დოქტორანტთან Tye- ს ლაბორატორიაში, სტივენ ალსოპთან, თაგვების შეცვლაზე ისე, რომ LH-VTA ნერვული პროგნოზები ატარებდნენ სინათლის მგრძნობიარე ცილებს, რომლებსაც შეუძლიათ ნეირონების გააქტიურება ან გაჩუმება სინათლის იმპულსებით, მეთოდი ოპტოგენეტიკა. პროგნოზების გააქტიურებამ გამოიწვია იძულებითი საქაროზას ჭამა და საზრდო თაგვების გაზრდა. ამ გზის ინაქტივაციამ შეამცირა იძულებითი საქაროზას ძიება, რომელიც ნარკომანიას ჰგავს, მაგრამ ხელს არ უშლიდა მშიერი თაგვების რეგულარული ჭამა. "ეს ამაღელვებელი იყო, რადგან ჩვენ გვაქვს ჩაწერის მონაცემები, რათა ნახოთ თუ როგორ ხდება ეს იძულებითი შაქრის ძიება," ამბობს ნიე, "და ჩვენ შეგვიძლია მხოლოდ იძულებითი ქცევის მართვა ან ჩახშობა ნერვულ წრეში ძალიან ზუსტი ცვლილებებით".
”ნარკომანიის მკვლევარებმა გამოთქვეს ჰიპოთეზა, რომ მოქმედებებიდან ჩვევებზე გადასვლა იძულებითი დამოკიდებულების ჩამოყალიბების გზაა, მაგრამ ზუსტად სად და როგორ ხდება ეს ტვინში საიდუმლო იყო”, - ამბობს ტაი, რომელიც ასევე არის Whitehead- ის ასისტენტ პროფესორი MIT– ის ტვინისა და კოგნიტურ მეცნიერებათა დეპარტამენტი. ”ახლა ჩვენ გვაქვს მტკიცებულებები, რომლებიც აჩვენებს, რომ ეს გადასვლა წარმოდგენილია LH-VTA წრეში.”
ნიემ, რომელიც მუშაობდა მეთიუსთან, Tye ლაბორატორიაში, ასევე აჩვენა, რომ LH ნეირონები აგზავნიან აგზნების (გლუტამატის) და ინჰიბიტორული (GABA) სიგნალების ნაზავს VTA- ს. მაგრამ მოლოდინის საწინააღმდეგოდ, თაგვებში საკვების მიღების აქტივობამ გამოიწვია არა შემაძრწუნებელმა სიგნალებმა. როდესაც მხოლოდ GABA– ს პროგნოზები გააქტიურდა, თაგვები უცნაურად იქცეოდნენ, გალიის ფსკერზე იკბინებოდნენ და პანტომიმით ამუშავებდნენ საკვების ნატეხს პირში და ღეჭავდნენ. (ისინი იკვებებოდნენ, ამიტომ არ იყვნენ მშივრები.) ”ჩვენ ვფიქრობთ, რომ გლუტამატერული პროგნოზები არეგულირებენ GABAergic პროგნოზების როლს და მიუთითებენ იმას, თუ რა არის მიზანშეწონილი, რომ იღვიძოს”, - ამბობს ნიე. ”ორივე კომპონენტმა ერთად უნდა ითანამშრომლოს, რომ მნიშვნელოვანი კვების სიგნალები მიიღოს.”
"ეს ძალიან მნიშვნელოვანია სფეროში, რადგან ეს არის რაღაც, რაც ადრე არ ვიცოდით", - ამბობს ბონი, "და ატარებს პოტენციალს, რათა განვჭვრიკოთ იმპულსები იმასთან დაკავშირებით, რომ ჩვენ მივუახლოვდებით მკურნალობას".
მკვლევარებმა ხასიათდნენ ჰეტეროგენული ნეირონები, რომლებიც ამ პროგნოზების მიღებას VTA- ში იღებდნენ. LH ნეირონების თითოეული ქვეზონა უკავშირდება დოპამინს და GABA- ს ნეირონებს VTA- ში. ლაბორატორია ახლა იძიებს, თუ როგორ იკვებება კვების და საქაროზას ქცევები, რომლებიც განსხვავდება სამიზნე ნეირონის ტიპის მიხედვით.
ეს კვლევა ინიცირებულია ტიე-ის NIH- ის დირექტორის ახალი გამომძიებლის ჯილდოს ნაწილად, გრძელვადიანი მიზანი ახალი პარადიგმის დამკვიდრება სიმსუქნის სამკურნალოდ, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა ნეიროფსიქოზური დაავადებების მიმართ. დამატებითი დაფინანსება მოდიოდა სხვადასხვა საჯარო და კერძო წყაროებიდან, მათ შორის Nieh- ის NSF- ის სამაგისტრო კვლევითი სტიპენდიები, ინტეგრაციული ნეირონთა სისტემების სტიპენდიები და სასწავლო და მეხსიერების ნეირობიოლოგიის სასწავლო პროგრამა. ამ ნაწარმოებამ ასევე ხელი შეუწყო კარა ნის პრესბრეიმს, კრისტოფერ ა ლეპპლას, რომის ვიჩმანი, რაჭაელ ნევე და კრეიგ პი უაიდესი, პიკერვერის ინსტიტუტის ყველა წევრი.
მეცნიერებმა განსაზღვრეს ნეირონები პასუხისმგებელია ჭარბი კვების მოხმარებისთვის უპრეცედენტო დონის დეტალებზე
By ანა აზვოლიცკი | იანვარი 29, 2015
ორი დამოუკიდებელი კვლევითი გუნდი განსაზღვრავს ნეირონების პოპულაციებს ჰიპოთალამუსში, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან კვების პროდუქტების სტიმულირებისთვის, მაგრამ სავარაუდოდ არ არის აუცილებელი გადარჩენისთვის საჭირო ჭამა. ორივე ჯგუფმა დღეს გამოაქვეყნა შედეგები (იანვარი 21) მობილური.
"ეს არის დიდი ნაშრომები, რომლებიც იწყებენ განსაზღვრას [ჰიპოთალამუსის] სირთულესა და ჰეტეროგენურობას და ნეირონების სპეციფიკურ კომპლექსებს, რომლებსაც შეუძლიათ დრამატული ქცევითი შედეგების წარმოდგენა" რალფ დილონი, იელის უნივერსიტეტში ნეირობიოლოგი, რომელიც არ იყო ჩართული სამუშაოდ.
ოპოგენეტიკა, ნეირომეცნიერი სხვის სტეპერი ჩრდილოეთ კაროლინის უნივერსიტეტში, სამლოცველოსა და მისმა კოლეგებმა აღმოაჩინეს, რომ გვერდითი ჰიპოთალამუსში (LH) ლაბორატორიული ნეირონების გააქტიურებას უფრო ხშირად სვამდნენ, ხოლო ნეირონების აქტივობის ინჰიბირებას მაცნე არ ჭამდა ჭარბი ჭამის დროს. ეს ნეირონები განსხვავებულ ნეირონურ პოპულაციებს იყენებდნენ ადრე LH- ს ჭამაში და სხვა ჯილდოსთან დაკავშირებულ ქცევებში. როდესაც ეს ნეირონები გენეტიკურად შეჩერდა, მაუსები ნაკლებად მოტივირებული იყვნენ თხევადი კალორიის მოსაპოვებლად. მეცნიერებმა ასევე გამოიკვლიეს ასობით ინდივიდუალური GABAergic ნეირონების კალციუმის სიგნალი ერთდროულად თავისუფალ მოძრავ მაცდუნებელში მიკროორგანიზმების იმპლანტის მეშვეობით LH- ში და მინიატურული ფლუორესცენციის მიკროსკოპით ცხოველების ხელმძღვანელებთან მიმაგრება. კალციუმის გამოსახულებამ გამოავლინა GABAergic ნეირონების მკაფიო პოპულაცია, რომლებიც აქტიურად იყვნენ საკვების ჯილდოს პირველი გემოვნების დროს, ან როდესაც მაუსებმა თავიანთი noses- ს სურსათისადმი ინტერესის ნიშანია - მაგრამ იშვიათად ორივე საქმიანობაში.
ვიოლი კალციუმის გამოსახულებაში მკვლევარები საშუალებას იძლევიან, ნეირონულ აქტივობაზე უფრო ფართო მასშტაბით წაიკითხონ ტვინის კონკრეტული რეგიონებში, განაცხადა დილეონმა. ტექნიკა შემუშავდა მარკ შნიცერის ლაბორატორია სტენფორდის უნივერსიტეტში. "ექვსი წლის წინ, ჩვენ არ გვქონდა ამ ტექნოლოგიების გენეტიკური აბლაცია, ოპტოგენეტიკა, ვივო გამოსახულებისას" პოლ ფილიპსი, - განუცხადა ვაშინგტონის უნივერსიტეტის ნეირომეცნიერემ Მეცნიერი. "ეს საოცარი სანახავია სუფბერის ლაბორატორიაში, რომ ეს ერთადერთია ნევროლოგიის კითხვებზე პასუხის გასაცემად".
LH- ს ნეირონები მრავალფეროვანია და ცნობილია, რომ მიიღონ ჯილდო დაკავშირებული ქცევებით, როგორიცაა ჭამა, სასმელი და სექსი. მაგრამ ამ ტვინის რეგიონში ნეირონების მრავალფეროვანი სუბპოპულაციის დამახასიათებელია ისტორიულად გამოწვევა. "ჩვენ გვქონდა ელექტრო სტიმულაციის შედეგები მეტია, ვიდრე 30 წელია, მაგრამ ჩვენ არ ვიცით [რომელი ნეირონები] ჩვენ ვიყავით სტიმულირებისა და კვების კვების ნეირონებისგან LH ან ის, ვინც უბრალოდ გადის ოპოგენეტიკაზე ხელმისაწვდომი გახდა ", - თქვა მან როი ბრძენი, ნარკორეალიკების ეროვნული ინსტიტუტის ნეირომეცნიერი, რომელიც არ იყო ჩართული სამუშაოდ.
"არსებობს აღტკინება ნეირომეცნიერების სფეროში ვიო-ვიზუალურ იმიჯზე, რადგან ეს საშუალებას გვაძლევს, პირველად მივმართოთ ნეირონების მოლეკულურად განსაზღვრულ სუბპოპულაციებში მოქმედებას", - დასძინა სტაბერმა.
მეორე კვლევაში, რომელსაც ხელმძღვანელობდა MIT ნეირომეცნიერი ქეი ტიე, მკვლევარებმა გამოავლინეს ორი განსხვავებული ნეირონული პოპულაცია, რომელიც აკავშირებს LH და შუა ტვინის ვენტრალური სეგმენტალურ არეს (VTA), რომელიც ცნობილია ჯილდოს დამუშავების ფუნქციით. რეაგირებენ თუ არა ნეირონები ამ LH-VTA პროგნოზებში შაქარზე, ან შაქრის მიღების აქტზე, ეს არ იყო ცნობილი, - ამბობს კვლევის თანაავტორი ედვარდ ნიეჰ, ტივის ლაბორატორიის კურსდამთავრებული. "ახლა ჩვენ ვიცით, რომ ნეირონების სუბპოპულაციები რეაგირებენ განსხვავებულ მინიშნებებზე - შაქრისა და შაქრის მიღებისას".
ოპტიგენეტიკის ტექნიკის ვარიაციით, გუნდი სპეციალურად მიზნად ისახავდა მხოლოდ ნეირონებს LH- ზე, რომლებიც დაკავშირებულია VTA- თან. თავისუფლად მოძრავი მაუსების შესწავლა, გუნდმა დაადგინა, რომ LH- სთან დაკავშირებული ნეირონები VTA- სთან დაკავშირებულ იქნა შაქრის ჯილდოს მოთხოვნისას, რომელიც არ იყო მიღებული ჯილდოსგან დამოუკიდებლად. აკრძალვა ამ წრიული შემცირდა მხოლოდ compulsive შაქრის ეძებს-არა ნორმალური კვების ქცევა-ამ მაუსები. სტიმულაცია მხოლოდ ამ GABAergic ნეირონების ამ უჯრედში წარმოქმნილ უჩვეულო ქცევას წარმოადგენდა: ცხოველებმა გაანგარიშეს იატაკზე ან ცარიელი სივრცეში მათი გალიებში, როდესაც საკვები არ იყო. ამ ნეირონების სტიმულირების შედეგად ასევე გამოიწვია სასჯელის ელექტრული დარტყმების გადალახვის კლასიკური შეკუმშვის ქცევა - შაქრის ჯილდოს მისაღებად, დაძაბულობის გაზრდა.
"ჩვენ შეგვიძლია შეამციროს compulsive საქაროზა-ეძებს, მაგრამ არ იმოქმედებს მათი ნორმალური კვება," განაცხადა Nieh. "ეს მნიშვნელოვანია იმის გამო, რომ სამკურნალო კვების ქცევის მკურნალობისთვის, ჩვენ მხოლოდ გვინდა, შეწყვიტოს კვების არაჯანსაღი ნაწილები და შეინარჩუნოს ნორმალური ჭამა".
"არსებობს აშკარა განცხადება კვების დარღვევები და ალბათ ნარკოტიკების ბოროტად და სათამაშო, რადგან ეს შეიძლება იყოს საერთო გზა, რომელიც ააქტიურებს ამ სახის ქცევას", _ განაცხადა Phillips.
ელექტრონული ფოსტით Მეცნიერი, ტიემ განაცხადა, რომ მისი ლაბორატორია ახლა მუშაობს იმისათვის, რომ უკეთესად განსაზღვროს ნეირონული ხელმოწერა, რომელიც შეიძლება რეალურ დროში აღმოჩნდეს, რათა შეიქმნას ჩარევა, რათა შეწყვიტოს შეურიგებელი და სხვა ნარკოტიკული ქცევები.
JH Jennings et al., "ვიზუალიზაცია ჰიპოთალამური ქსელის დინამიკა appetitive და sonummatory ქცევას," მობილური, doi.org/10.1016/j.cell.2014.12.026, 2015.
EH Nieh et al., "დეკოდირების ნერვული სქემები, რომ გააკონტროლოს compulsive საქაროზა ეძებს," მობილური, doi.org/10.1016/j.cell.2015.01.003, 2015.
;