Түсініктемелер: Қантты мәжбүрлеп тұтыну үшін бөлек тізбектер болатынын көрсететін екі маңызды зерттеу - немесе YBOP осылай атайды шыңдау механизмі'. Әрқашан мінез-құлыққа тәуелділік туындайды деп ойлаған тек «қалыпты тізбектердің» өзгерістері. Бұл орын алғанымен, енді жеке «контурлы тізбектер» де бар екені анық.
Бұл эволюциялық мағынаны білдіреді. Бұл жануарларды тамақ бар кезде артық тұтынуға шақырудың тәсілі. Бұл тізбектер гипоталамуста пайда болады, ол жыныстық мінез-құлықты, либидо мен эрекцияны бақылаудың негізгі аймағы болып табылады. Мен сүтқоректілерде жыныстық қатынасқа, сондай-ақ тамақтануға арналған «көп тізбектер» бар екеніне күмәнданбаймын. Көбейту - бұл гендеріміздің басты басымдығы және жұптасу мүмкіндіктері - тамақтану мүмкіндіктерінен гөрі аз және алыс.
Семіздік және 2 типті қант диабеті біздің еліміздің ең үлкен денсаулық проблемалары арасында орын алады және олардың көпшілігі қантқа «тәуелділік» деп атайды. Бірақ бұл мәселені шешу есірткіге тәуелділікті шешуге қарағанда күрделірек болады, себебі ол аштық кезінде пайдалы тағамдарды жеуді қаламай, зиянды емес тағамдарды тамақтандыруды азайтуды талап етеді.
Жаңа құжатта клетка, MIT-те нейрохирургтер бұл екі процесті тышқандарда ашып тастады және бұрынғы белгісіз ми схемасын инклюзивті түрде қант тұтынуды реттейтін дұрыс тамақтануға кедергі келтірмейтіндігін көрсетті.
«Біз алғаш рет мидың қантты қанықтыруды қалай анықтағанын анықтадық және біз қалыпты, бейімделгіш тамақтанудан ерекшеленетінін көрсетіп отырмыз», - дейді Picower Institute for Principe және есірткіге тәуелділікте және алаңдаушылықта мидың схемасын зерттеуге арналған жаңа әдістер әзірленген. «Біз бұл тізбекті тереңірек зерттеуіміз керек, бірақ біздің түпкі мақсатымыз - тышқандарда және, ақыр соңында, адамдарда тамақтанудың бұзылуына жол бермеу үшін қауіпсіз және инвазивті емес тәсілдерді жасау».
Нашақорлық мектепте, жұмыста немесе үйде жағымсыз салдарға қарамастан есірткіні мәжбүрлеп іздеу ретінде анықталады. Нашақорлық есірткі мидың табиғи сыйақыны өңдеу орталығы, вентральды тегментальды аймақты «ұрлап» кетеді. Бірақ тамақ табиғи сыйақы болып табылады және есірткіден айырмашылығы, өмір сүру үшін қажет, сондықтан шамадан тыс тамақтану осыған ұқсас мәжбүрліктен бе, әлде басқа нәрседен ме екені белгісіз болды.
«Бұл зерттеу, менің пікірімше, азықтандыру әрекеттерінің көптеген күрделі аспектілерін түсінудегі маңызды қадам болып табылады», - дейді Ұлттық зерттеу институтының ғылыми жетекшісі Антонелло Бонц. «Өткен кезеңде өте жақсы зерттеулер болғандықтан, заттардың пайдалану бұзылуларының күрделі қозғалысына қарайтын болсақ, бұл зерттеу бірінші кезекте компультивті тамақтану мінез-құлқына қатысты өте терең және жан-жақты өтеді. Трансликтік тұрғыдан осы зерттеуде пайдаланылатын ерекше мультидисциплинарлы тәсіл өте қызықты нәтиже көрсетті: қант тұтынудың компульсивті түрі физиологиялық, пайдалы тамақтанудан басқа нейрондық тізбектің көмегімен жүзеге асады.
Зерттеу үшін Tye және оның магистранттары Эдвард Ниен VTA және азықтандыруды бақылайтын бүйірлік гипоталамус (LH) арасындағы байланыстарды шоғырландырды. Бірақ LH әртүрлі басқа да мінез-құлықтарды бақылайды және көптеген басқа ми аймақтарымен байланыста болғандықтан, ешкім де азықтандыру және марапаттау тізбегін оқшауламады. Tye және Nieh алдымен VHA-ге қосылатын LH нейрондарын анықтап, сипаттайды және жануарлар эксперименттеріне көшкенге дейін Джиллиан Мэтьюстің көмегімен мидың миының тіліктеріндегі табиғи әрекеттерін жазды. Электродтар жануарлардың мінез-құлқы кезінде осы анықталған нейрондардың белсенділігін тіркеді.
Тышқандар сахарозаны табиғи түрде жақсы көреді - қантқа бай содасын жақсы көретін адамдарға ұқсас - сондықтан Ниех тышқандарды сахарозаны есту және көру белгілері бойынша жеткізу портында іздеуге үйретті. Тышқандар сахарозаның сыйақысын алдын-ала болжай білгеннен кейін, ол кездейсоқ сыйақыны жарты уақытқа қалдырды - ащы үміт. Басқа уақытта, тышқандар күтпеген жерден сахарозаның сыйақысын ешқандай болжамды белгісіз алды - бұл тәтті тосын сый. Күту мен тәжірибенің арасындағы бұл айырмашылықты сыйақыны болжау қателігі деп атайды.
Нейрондық жазбалар, VTA-мен байланысатын LH нейрондарының бір түрі жануарлар Сахароза сыйлығын алуға үйренгеннен кейін белсенді болғандығын көрсетті. LH нейрондарының тағы бір жиынтығы VTA-дан кері байланыс алған кезде сыйақыға немесе оны өткізбеуіне жауап берді.
Одан кейін, Ние Тей зертханасында MD / PhD докторантымен жұмыс жасады, Стивен Аллсоп, тышқандарды LH-VTA жүйке проекцияларында жарық импульстерімен нейрондарды белсендіретін немесе тыныштандыратын жарыққа сезімтал ақуыздарды тасымалдайтын етіп өзгертті, бұл әдіс оптогенетика. Проекцияларды белсендіру сахарозаны мәжбүрлеп жеуге әкелді және тышқандарға шамадан тыс тамақтанудың артуына әкелді. Бұл жолды активтендірмеу тәуелділікке ұқсайтын сахарозаның компульсивті іздеуін азайтты, бірақ аш қарынға тышқанның тұрақты чау жеуіне жол бермеді. «Бұл өте қызықты болды, өйткені бізде қантты іздеудің қалай жүретінін көрсететін жазба деректері бар, - дейді Ние, - және біз жүйке тізбегіне өте нақты өзгерістер енгізу арқылы тек мәжбүрлі мінез-құлықты басқара аламыз немесе тоқтата аламыз».
«Нашақорлықты зерттеушілер іс-әрекеттен әдеттерге мәжбүр етуге ауысу тәуелділіктің қалыптасу жолы деп болжады, бірақ мида дәл осы жерде және қалай болатыны жұмбақ болды», - дейді Тэй, ол сонымен қатар Уайтхед мансабын дамыту бойынша ассистент. MIT ми және когнитивті ғылымдар бөлімі. «Қазір бізде бұл ауысудың LH-VTA схемасында ұсынылғанын дәлелдейтін мәліметтер бар».
Tye зертханасындағы постдок Мэттьюспен жұмыс істеген Ние LH нейрондарының VTA-ға қоздырғыш (глутамат) және ингибиторлық (GABA) сигналдарының қоспасын жіберетіндігін көрсетті. Бірақ күткенге қарағанда, тышқандарда тамақтану белсенділігі қоздырғыш емес, тежегіш сигналдар болды. Тек GABA проекциялары іске қосылған кезде, тышқандар өздерін ерекше ұстай отырып, тордың түбін кеміріп, тамақ аузын аузына әкеліп, оны шайнау қимылдарын пантомимиялайды. (Оларды тамақтандырды, сондықтан олар аш болмады.) «Біздің ойымызша, глутаматергиялық проекциялар GABAergic проекцияларының рөлін реттеп, кеміруге лайықты нәрсені бағыттайды», - дейді Ниэ. «Екі компонент те маңызды сигнал беру үшін бірге жұмыс істеуі керек».
«Бұл өріс үшін өте маңызды, өйткені бұл бұрын біз білмеген нәрсе, - дейді Бончи, - емделудің артықшылығын жасайтын әдісімізді төңкеру үшін әлеуеті бар.
Зерттеушілер ВТА-дағы осы болжамдардың қабылдау соңында гетерогенді нейронды сипаттады. LH нейрондарының әр жиынтығы VTA-да допамин және GABA жасайтын нейронды байланыстырады. Лаборатория қазіргі уақытта мақсатты нейрон түріне қарай азықтандыру және сахароза іздестіру әрекеттерінің қалай ерекшеленетінін зерттейді.
Бұл зерттеу Tye компаниясының 2013 NIH директорының жаңа зерттеушісі сыйлығының бөлігі ретінде басталды, ол басқа нейропсихиатриялық бұзылуларға қолданылуы мүмкін семізді емдеуге арналған жаңа парадигманы құрудың ұзақ мерзімді мақсаты. Қосымша қаражат көптеген мемлекеттік және жекеменшік көздерден, соның ішінде Ниефтің NSF Graduate Research Fellowship, Integrative Neuronal Systems Fellowship және Нейробиологии оқыту және жадындағы оқу бағдарламасынан тұрады. Бұл жұмысқа Қара Н. Предбрей, Кристофер А. Леппла, Роми Вичманн, Рейчел Неви және Крейг П. Вайлдс, Picower Институтының барлық мүшелері көмектесті.
Ғалымдар нейрондық өнімдерді артық тамақ өнімдерін тұтыну үшін бұрын-соңды болмаған егжей-тегжейлі деңгейде анықтады
By Анна Азволинский | Қаңтардың 29, 2015
Екі тәуелсіз зерттеу тобы гипоталамустағы нейрондардың популяциясын анықтады, олар азық-түлік сыйлықтарын ынталандыруға жауап береді, бірақ өмір сүру үшін тамақ ішуді қажет етпейді. Екі топ өздерінің қорытындыларын жариялады (қаңтар 29) клетка.
«Бұл - драмалық мінез-құлықтың нәтижелерін шығаруға қабілетті [гипоталамус] және нақты нейрондық жиынтықтардың күрделілігін және әртүрлілігін анықтауға бастайтын ірі қағаздар», - деп атап өтті. Ральф ДиЛеон, жұмысына қатыспаған Йель университетінің нейробиологы.
Оптогенетиканы, неврологты қолдану Гаррет Сбербер Солтүстік Каролина Университетінде, Чапел Хилл және оның әріптестері гидроциттердің гипераламуса (LH) ішіндегі GABAergic нейрондарын белсендіру тышқандардың жиі тамақтануына себеп болғанын анықтады, ал осы нейрондардың белсенділігін тежеп, тышқандар артық тамақ ішпеуге ынталандырды. Бұл нейрондар бұрынғы LH-дегі басқа да нейрондық популяциялардан ерекшеленеді, олар бұрын тамақтану және марапаттаумен байланысты басқа да мінез-құлық түрлеріне қатысты. Бұл нейрондар генетикалық түрде жойылса, тышқандар сұйық калорий сыйақысын алуға ынталандырылмаған. Ғалымдар микроэлоскоптарды LH-ге имплантациялау және жануарлардың бастарына миниатюрленген флуоресцентті микроскопты қосу арқылы бірден жүздеген жеке GABaergic нейрондарын бірден еркін босататын тышқандарда кальций сигналын көрсетті. Кальцийді көру тамақтанудың бірінші дәмі кезінде белсенді болатын GABAergic нейрондарының әртүрлі популяциясын көрсетті немесе тышқандар мұрындарды тазартқанда - тағамға деген қызығушылығының белгісі болғанымен, екі жағдайда да сирек кездеседі.
In vivo кальцийді бейнелеу зерттеушілерге нейрондық белсенділікті мидың нақты аймақтарында кең ауқымда оқуға мүмкіндік береді, дейді Ди Леоне. Техника әзірленді Стэнфорд университетінде Mark Schnitzer зертханасы. «Алты жыл бұрын бізде осы технологиялардың бірде-біреуі болмады - генетикалық абляция, опогенетика, in vivo бейнелеу». Пол Филлипс- дейді Вашингтон университетінің нейрохирург Ғалым. «Stuber зертханасын маңызды неврология мәселелеріне жауап беру үшін оларды осылайша таза етіп қойғаны таңқаларлық».
LH нейрондары әртүрлі және белгілі бір жеуге, ішу мен секс сияқты марапатқа байланысты мінез-құлықтарға қатысады. Бірақ осы ми аймағындағы нейрондардың әртүрлі субпопуляциясын сипаттау тарихи қиындық тудырды. «Бізде 30 жылдан астам электрлік ынталандыру табылды, бірақ біз қандай [нейрондар] біз ынталандырды және азықтандыруға байланысты нейрондар LH-тен немесе опогенетикалық әдістерге дейін ғана өтіп жатқанын білмейміз. қол жетімді болды », - деді Roy Wise, Нашақорлыққа қарсы күрес жөніндегі ұлттық институттың нейрохирург қызметін атқарған.
«Неврология ғылымында in vivo көрініс үшін қуаныш бар, өйткені ол алғаш рет нейрондық молекулярлық анықталған субпопуляцияларда қызметтің үлгілерін зерттеуге мүмкіндік береді», - деп қосқан Стюбер.
Екінші зерттеуде MIT нейрохирургты басқарған Кэй Тье, зерттеушілер LH мен ортаңғы мидың вентральды тегментальды аймағын (VTA) байланыстыратын тізбекте екі ерекше нейрондық популяцияны анықтады, ол сыйақыны өңдеу функциясымен танымал. Осы LH-VTA проекцияларындағы нейрондар қанттың өзіне жауап бере ме, жоқ па немесе қант алу әрекеті туралы белгісіз болды, деді зерттеу авторы Эдвард Ний, Tye зертханасының аспиранты. «Қазір біз қанттың және өзі қанттың әртүрлі белгілеріне жауап беретін нейрондық субпопуляциялардың бар екенін білеміз».
Оптогенетика техникасында вариацияны қолдану арқылы команда тек ВТС-мен байланысатын LH-дегі нейронды ғана мақсат етті. Еркін қозғалатын тышқандарды зерттегенде, команда LH-ні ВТА-ға байланыстыратын нейрондар сыйақыны алу-болмауына қарамастан, қант сыйақысын іздестіру кезінде белсендірілгенін анықтады. Бұл тізбекті ингибирлеу осы тышқандарда тек қана қанықтылықты қанағаттандыруды - қалыпты тамақтандыруды емес, азайтты. Бұл тізбектегі GABаергические нейронды ғана ынталандырып, ерекше мінез-құлық қалыптастырды: жануарлар азық-түлік болмаған кезде еденге немесе бос кеңістікте сіңдірілген. Нейрондарды ынталандыру, сондай-ақ, қант сыйақыларына жету үшін жазалау-электрлік соққыларды жеңудің классикалық компульсивтік мінез-құлқына әкелді және компульсиялық асқынуды арттырды.
«Біз компульсиялық сахарозды іздестіруді азайта аламыз, бірақ олардың қалыпты азықтылығына әсер ете алмаймыз», - дейді Ний. «Бұл өте маңызды, себебі тамақ ішудің мәжбүрлеу тәртібін емдеу үшін біз тамақтанудың зиянсыз бөліктерін тоқтатып, қалыпты тамақтанбауды қалаймыз».
«Тамақтандыру бұзылыстарына және, мүмкін, есірткіге және құмар ойындарға қатысты нақты өтініш бар, өйткені ол бұл әрекеттерді белсендіретін ортақ жол болуы мүмкін», - деді Филлипс.
Электрондық пошта арқылы Ғалым, Tye оның зертханасы қазіргі уақытта нейрондық қолтаңбаны неғұрлым нақты анықтау үшін жұмыс істеп жатыр дейді, ол нақты уақыттағы компульсиялы артық тамақтануды және басқа тәуелділік әрекеттерін бастамас бұрын тоқтату үшін араласуды анықтауға мүмкіндік береді.
JH Jennings және басқалар, «Тәбет және ұлы мінез-құлық үшін гипоталамус желісінің динамикасын бейнелеу», клетка, doi.org/10.1016/j.cell.2014.12.026, 2015.
EH Nieh және басқалар, «Созылмалы сахароза іздейтін нейрондық тізбектерді декодтау», Ұялы, doi.org/10.1016/j.cell.2015.01.003, 2015.
;