COMMENTAIREN: Zwee markant Studien, déi beweisen datt separat Circuiten existéieren fir compulsive Zockerverbrauch - oder wéi den YBOP et nennt, 'a binge Mechanismus'. Et gouf ëmmer geduecht datt Verhalenssucht entstinn nëmmen Ännerunge vun "normale Circuiten". Wärend dëst geschitt, ass et elo evident datt separat "bingeing Circuits" existéieren.
Dëst mécht evolutiv Sënn. Et ass e Wee fir en Déier ze fuerderen ze iessen ze konsuméieren wann Iessen verfügbar ass. Dës Circuiten entstinn aus dem Hypothalamus, wat och déi wichtegst Kontrollregioun fir sexuell Verhalen, Libido an Erektiounen ass. Ech hu keen Zweiwel datt Mamendéieren "Binge Circuits" fir Sex wéi och fir Iessen hunn. Reproduktioun ass eis Genen hir Haaptprioritéit a Paartméiglechkeeten normalerweis manner a méi wäit tëscht Iessméiglechkeeten.
Zesummen, Iwwergewiicht an Typ 2 Diabetis räichen zu de gréisste Gesondheetsprobleemer vun eiser Natioun a si resultéieren haaptsächlech aus wat vill eng "Sucht" fir Zocker nennen. Awer dëst Problem ze léisen ass méi komplizéiert wéi d'Drogenofhängegkeet ze léisen, well et erfuerdert de Fuere ze reduzéieren fir ongesond Iessen ze iessen ouni de Wonsch ze beaflossen, gesond Iessen ze iessen wann Dir hongereg sidd.
An engem neie Pabeier an Zell, Neurowëssenschafter bei MIT hunn dës zwee Prozesser a Mausen ofgeréckelt a gewisen datt en virdrun onbekannte Gehirnkrees hemmt, deen de compulsive Zockerverbrauch regléiert net mat gesondem Iessen gestéiert.
"Fir d'éischt hu mir identifizéiert wéi de Gehir kodifizéiert Zucker sicht an mir hunn och gewisen datt et anescht ausgesäit wéi normal, adaptiv Iessen", seet de Senior Autor Kay Tye, e Prinzip Enquêteur um Picower Institut fir Léieren an Memory déi virdru nei Techniken entwéckelt hunn fir Gehirkreeslaf a Sucht an Angscht ze studéieren. "Mir mussen dëse Circuit méi déif studéieren, awer eist ultimativ Zil ass sécher, netinvasiv Approche fir maladaptive Iessverhalen z'entwéckelen, als éischt bei Mais an eventuell bei Leit."
Drogensucht gëtt definéiert als compulsive Drogensucht trotz negativ Konsequenzen an der Schoul, Aarbecht oder doheem. Suchtfäeg Medikamenter "kapen" d'Gehir dat natierlecht Belounungsveraarbechtungszentrum, de ventrale tegmentale Beräich (VTA). Awer Iessen ass eng natierlech Belounung an, am Géigesaz zu engem Medikament, ass néideg fir d'Iwwerliewe, sou datt et net kloer ass, ob Iwwermiessung Resultater vun engem ähnlechen Zwang, oder aus eppes anescht.
"Dës Studie representéiert, menger Meenung no, en aussergewéinleche Schrëtt vir an de villen komplizéierten Aspekter vum Fütungsverhalen ze verstoen", seet den Antonello Bonci, wëssenschaftlechen Direkter vum National Institute of Drug Abuse, deen net mat der Fuerschung involvéiert war. "Iwwerdeems et vill exzellent Studien an der Vergaangenheet goufen, kuckt op d'kompulsiv Drive vun der Substanzverbraucherkrankheeten, ass dëst déi éischte Kéier datt eng Studie ganz déif a verständlech an déiselwecht Aspekter vum compulsive Fütternverhalen geet. Vun engem Iwwersetzungsperspektiv huet déi aussergewéinlech multidisziplinär Approche an dëser Etude e ganz opreegende Fonnt produzéiert: datt de compulsive Zockerverbrauch vun engem aneren neurale Circuit meditéiert ass wéi déi physiologesch, gesond Ernärung. "
Fir d'Etude, Tye an hirem Graduéierter Student Edward Nieh konzentréiert sech op d'Verbindungen tëscht der VTA an der lateraler Hypothalamus (LH), déi d'Fudder kontrolléiert. Awer well d'LH och verschidden aner Behuelen kontrolléiert an a verschidde aner Gehirregiounen verbënnt, huet nach kee e Füttern a Belounungsveraarbechtungskrees isoléiert. Tye an Nieh hunn d'éischt d'LH Neuronen identifizéiert a charakteriséiert, déi mat der VTA verbannen an hir natierlech optrieden Aktivitéiten an Gehireschneiden, mat der Hëllef vum Gillian Matthews, opgeholl ier se op Déierenexperimenter réckelen. Elektroden hunn d'Aktivitéit vun dësen identifizéierten Neuronen opgeholl während Déierenverhalen.
Mais hunn natierlech Saccharose gär - ähnlech wéi Mënschen déi Zockerräich Soda gär hunn - sou huet Nieh Mais trainéiert fir Saccharose an engem Liwwerport ze sichen wann se héieren a gesinn. Nodeems d'Mais geléiert hunn eng Saccharose Belounung no Cue virauszesoen, huet hien d'Belounung ongeféier d'Halschent vun der Zäit zréckbehalen - eng batter Enttäuschung. Aner Zäiten hunn d'Mais onerwaart eng Saccharose Belounung kritt ouni virauszegesinn - eng séiss Iwwerraschung. Dësen Ënnerscheed tëscht der Erwaardung an der Erfahrung gëtt de Belounungs-Prediction Feeler genannt.
Déi neurale Opzeechnunge weisen datt eng Zort LH Neuronen, déi un d'VTA konnektéieren, nëmmen aktiv ginn nodeems d'Déier geléiert huet eng Succès Belounung ze sichen, egal ob et tatsächlech d'Belounung krut oder net. Eng aner Set vu LH Neuronen huet, nodeems se Feedback vun der VTA kritt hunn, d'Äntwert op d'Belounung oder op seng Ofdreiwung kodéiert.
Als nächst huet Nieh mat engem MD / PhD Student am Tye sengem Labo, Stephen Allsop, geschafft fir Mais z'änneren sou datt d'LH-VTA neurale Projektiounen Liichtempfindlech Proteine gedroen hunn, déi Neuronen mat Liichtimpulsen aktivéieren oder roue kënnen, eng Method genannt Optogenetik. D'Aktivéiere vun de Projektiounen huet zu compulsive Saccharose-Iessen gefouert a verstäerkt Iwwerméissegkeet bei Mais déi voll waren. D'Inaktivéiere vun dësem Wee reduzéiert de compulsive Sucrose-Sich, deen ähnlech wéi Sucht ass, awer huet d'Mais verhënnert, déi hongereg waren, reegelméissegen Chow ze iessen. "Dat war spannend well mir d'Opnamendaten hunn fir ze weisen wéi dës compulsive Zocker-Sich geschitt", seet Nieh, "a mir kënnen nëmmen de compulsive Verhalen dreiwen oder ënnerdrécken andeems mir ganz präzis Ännerungen am neurale Circuit maachen."
"Suchtfuerscher hunn hypothetiséiert datt den Iwwergank vun Handlungen zu Gewunnechten zu Zwang de Wee zur Suchtbildung ass, awer genau wou a wéi dat am Gehir geschitt e Geheimnis war", seet den Tye, deen och de Whitehead Karriärentwécklungsassistent Professer an MIT Departement fir Gehir a Kognitiv Wëssenschaften. "Elo hu mir Beweiser fir ze weisen datt dësen Iwwergang am LH-VTA Circuit vertrueden ass."
Nieh, zesumme mam Matthews, e Postdoc am Tye Labo, huet och gewisen datt d'LH Neuronen e Mix vun excitatoreschen (Glutamat) an Hemmungssignaler (GABA) an d'VTA schécken. Awer am Géigesaz zu der Erwaardung waren et déi hemmend Signaler, net déi excitatoresch, déi d'Fütternaktivitéit bei de Mais ausgeléist hunn. Wann eleng GABA Projektiounen aktivéiert goufen, hunn d'Mais sech bizar beholl, sech um Buedem vum Käfeg geknäipt an d'Bewegunge pantomiméiert fir en Iessnuggget an de Mond ze bréngen an ze knätschen. (Si goufe gefiddert, sou datt se net hongereg waren.) "Mir mengen datt d'glutamatergesch Projektiounen d'Roll vun de GABAergesche Projektiounen reguléieren, a riichte wat passend ass fir ze knabberen," seet Nieh. "Béid Komponente musse matenee schaffen fir sënnvoll Ernärungssignaler ze kréien."
"Dëst ass ganz wichteg fir dëst Feld, well dëst ass eppes wat mir net virdru wousst", seet de Bonci, "a baut de Potenzial fir de Wee ze revolutionéieren wéi mir d'Behandlung vu kompulsiver Iwwewiirzung opfänken."
D'Fuerscher charakteriséieren och déi heterogen Neuronen um empfangende Enn vun dëse Projektiounen an der VTA. All Ënnergrupp vu LH Neuronen verbënnt mat Dopamin- a GABA-produzéierende Neuronen an der VTA. De Labo ass elo ënnersicht wéi d'Ernährung an d'Sakrose-Sich Verhalen ënnerscheede sech op der Zilung Neuron Type.
Dës Fuerschung gouf als Deel vum Tye sengem 2013 NIH Director's New Investigator Award initiéiert, mat dem laangfristege Zil en neit Paradigma fir d'Behandlung vu Adipositas z'erreechen, deen op aner neuropsychiatresch Stéierunge kann applizéiert ginn. Zousätzlech Finanzéierung koum aus multiple ëffentlechen a private Quellen, dorënner d'Neh's NSF Graduate Research Fellowship, d'Integrativ Neuronal Systems Fellowship, an den Trainingsprogramm an der Neurobiologie vu Léieren a Gedächtnis. D'Kara N. Presbrey, de Christopher A. Leppla, de Romy Wichmann, de Rachael Neve, an de Craig P. Wildes, all Member vum Picower Institut, hunn och zu dësem Wierk bäigedroen.
Wëssenschaftler hunn Neuronen definéiert verantwortlech fir exzessive Liewensmëttelkonsum op engem eemolegen Detailniveau
By Anna Azvolinsky | Januar 29, 2015
Zwee onofhängeg Fuerschungsteams hunn Populatiounen vun Neuronen am Hypothalamus definéiert, déi verantwortlech fir Liewensmëttel als Belounung Stimulatioun sinn, awer wahrscheinlech net néideg fir d'Iwwerliewe z'erspueren. Béid Gruppen hunn hir Resultater haut (Januar 29) am Zell.
"Dëst sinn grouss Pabeieren déi ufänken d'Komplexitéit an d'Heterogenitéit vun [den Hypothalamus] an de spezifesche Sets vun Neuronen ze definéieren déi dramatesch Verhalensresultater kënne produzéieren," sot Ralph DiLeone, en Neurobiologist vun der Yale Universitéit déi net un der Aarbecht involvéiert war.
Mat Hëllef vun Optogenetik, Neurowëssenschaftler Garret Stuber op der University of North Carolina, Chapel Hill, a seng Kollegen hu festgestallt datt d'Aktivéiere vun GABAergic Neuronen innerhalb der lateraler Hypothalamus (LH) gefouert hunn, datt d'Mais méi dacks ernähren, wärend d'Aktivitéit vun dësen Neuronen huet d'Méis motivéiert fir net iwwerschësseg ze iessen. Dës Neuronen ënnerscheede sech vun aneren neuronale Populatiounen an der LH, déi virdru implizéiert mat Iessen an aner Belounungsmëttel Verhalen. Wann dës Neuronen genetesch ofgebrach goufen, waren d'Mais manner motivéiert eng flësseg Kalorie Belounung ze kréien. D'Wëssenschaftler visualiséieren och Kalziumsignalisatioun vun Honnerte vun eenzelnen GABAergic Neuronen gläichzäiteg a fräi bewegende Musse andeems se Mikroendoskope an d'LH implantéieren an e miniaturiséierte Fluoreszenzmikroskop an d'Déieren vun de Kapp befestegen. D'Kalzium Imaging huet ënnerschiddlech Populatiounen vun GABAergic Neuronen gewisen, déi um éischte Goût vun enger Liewensmëttelbelounung aktiv waren oder wann d'Mais hir Nues gepickt hunn - en Zeechen vun Interesse fir d'Iessen - awer selten wärend béid Aktivitéite.
In vivo Kalziumsbildung erlaabt d'Fuerscher neuronal Aktivitéit op enger méi grousser Skala ze liesen - a spezifesche Regiounen vum Gehir, sot DiLeone. D'Technik gouf entwéckelt vun De Mark Schnitzer Labo op der Stanford UniversitéitAn. "Sechs Joer, mir hate keng vun dësen Technologien - genetesch Ablatioun, Optogenetik, In vivo Imaging," Paul Phillips, huet en Neurowëssenschafter vun der University of Washington matgedeelt De WëssenschaftlerAn. "Et ass erstaunlech de Stuber Lab ze gesinn dës sou propper zesummesetze fir wichteg Neurowëssenschafts Froen ze beäntweren."
D'Neurone vun der LH sinn divers, a bekannt fir eng Belounungsméisseg Verhalen wéi Iessen, Drénken a Sex involvéiert ze sinn. Awer d'Charakteriséiere vun de verschiddenen Ënnerpopulatiounen vun Neuronen an dëser Gehirregioun war historesch eng Erausfuerderung. "Mir hunn d'elektresch Stimulatiounsfunde fir méi wéi 30 Joer elo, awer mir woussten net [wéi eng Neuronen] mir stimuléieren an ob d'Fudderrelatéiert Neuronen aus der LH sinn oder déi déi just duerchgaange sinn bis Optogenetik Techniken verfügbar ginn, “sot Roy Wise, en Neurowëssenschaftler am National Institut fir Drogenmëssbrauch deen net un der Aarbecht involvéiert war.
"Et gëtt Opreegung am Neurowëssenschaftsfeld fir in vivo Imaging, well et eis fir d'éischt Kéier erlaabt Aktivitéitsmuster bannent molekulär definéiert Ënnerpopulatiounen vun Neuronen ze studéieren," huet Stuber derbäigesat.
An der zweeter Etude, gefouert vum MIT Neurowëssenschafter Kay Tye, Fuerscher hunn zwou verschidde neuronal Populatiounen am Circuit identifizéiert, déi den LH an de ventrale tegmentale Beräich (VTA) vum Mëttelbunn verbannen, wat bekannt ass fir seng Belounungsveraarbechtungsfunktioun. Egal ob Neuronen an dësen LH-VTA Projektiounen op Zocker selwer äntweren, oder op den Akt fir den Zocker ze kréien war net bekannt, sot de Studie Coauthor Den Edward Nieh, en Diplomstudent am Tye Laboratoire. "Elo wësse mer datt et Ënnerpopulatiounen vun Neuronen ass déi op e puer Zeechen äntweren - den [Zocker] an den [Zocker] selwer ophalen."
Mat Hëllef vun enger Variant op enger Optogenetik Technik gezielt d'Team speziell d'Neuronen an der LH, déi op d'VTA verbannen. Un frei bewegend Musse ënnersicht huet d'Team fonnt datt d'Neuronen, déi d'LH mat der VTA verbannen, aktivéiert goufen während der Handlung fir eng Zockerbelounung ze sichen, onofhängeg vun der Belounung. D'Inhibitioun vun dësem Circuit huet nëmmen d'kompulsiv Zocker gesicht - net normal Ernärungsverhalen - bei dëse Mais. Stimuléiere nëmmen d'GABAergesch Neuronen an dësem Circuit produzéieren ongewéinlech Behuelen: d'Déieren hunn um Buedem geknuppt oder eidel Plaz an hire Käfeg, wa kee Liewensmëttel präsent war. A stimuléieren dës Neuronen och zu klassescht compulsive Verhalen fir eng Strof ze iwwerwannen - elektresch Schock - fir op den Zockerbelounung ze kommen, a verstäerkte Iwwersetzung.
"Mir kënnen d'kompulsiv Succès-Sich sichen, awer hir normal Ernierung net beaflossen," sot Nieh. "Dëst ass wichteg well fir d'verflichtend Iessverhalen ze behandele wëlle mir nëmmen déi ongesond Deeler vun der Iesse stoppen an déi normal Iessen intakt halen."
"Et gëtt eng kloer Uwendung fir Ernärungsstéierunge a vläicht Drogenmëssbrauch a Spille well et kann e gemeinsame Wee sinn, deen dës Aarte vu Behuelen aktivéiert," sot de Phillips.
An engem E-Mail un De Wëssenschaftler, Tye sot, datt hire Labo elo schafft fir eng neuronal Ënnerschrëft fir Verlaangen besser ze definéieren, déi an Echtzäit erkannt kënne ginn, fir Interventiounen z'entwéckelen fir kompulsiv Iwwewiirzung an aner Suchtverhalen z'ënnerhalen ier se ufänken.
JH Jennings et al., "Visualiséiere vun hypothalameschen Netzwierksdynamik fir appetitlech a sonummatory Verhalen," Zell, doi.org/10.1016/j.cell.2014.12.026, 2015.
EH Nieh et al., "Dekodéierend neurale Circuiten déi d'kompulsiv Succès sichen," Zell, doi.org/10.1016/j.cell.2015.01.003, 2015.
;