KUMMENTI: Żewġ studji importanti li juru li jeżistu ċirkuwiti separati għall-konsum kompulsiv taz-zokkor - jew kif isejħilha YBOP, 'a mekkaniżmu bla rażan". Dejjem kien maħsub li joħorġu mill-vizzji fl-imġieba biss alterazzjonijiet ta '"ċirkwiti normali". Filwaqt li dan iseħħ, issa huwa evidenti li jeżistu wkoll 'ċirkuwiti bingeing' separati.
Dan jagħmel sens evoluzzjonarju. Huwa mod kif tħeġġeġ lil annimal biex jikkunsma żżejjed meta l-ikel ikun disponibbli. Dawn iċ-ċirkwiti jirriżultaw mill-ipotalamu, li huwa wkoll ir-reġjun ewlieni ta 'kontroll għall-imġieba sesswali, il-libido u l-erezzjonijiet. M'għandi l-ebda dubju li l-mammiferi għandhom "ċirkuwiti bla rażan" għas-sess kif ukoll għall-ikel. Ir-riproduzzjoni hija l-ogħla prijorità tal-ġeni tagħna u l-opportunitajiet ta 'tgħammir ġeneralment inqas u aktar' il bogħod minn opportunitajiet ta 'ikel.
Dekodifikazzjoni vizzju zokkor
Flimkien, l-obeżità u d-dijabete tat-Tip 2 jikklassifikaw fost l-akbar problemi ta ’saħħa ta’ nazzjon tagħna, u fil-biċċa l-kbira jirriżultaw minn dak li ħafna jsejħu “vizzju” għaz-zokkor. Iżda s-soluzzjoni ta 'din il-problema hija iktar ikkumplikata milli ssolvi d-dipendenza fuq id-droga, għax teħtieġ li titnaqqas l-isforz biex tiekol ikel mhux tajjeb għas-saħħa mingħajr ma taffettwa x-xewqa li tiekol ikel bnin meta jkun bil-ġuħ.
F’karta ġdida fi Cell, in-newroxjentisti fl-MIT ittrikkjaw dawn iż-żewġ proċessi fil-ġrieden u wrew li l-inibizzjoni ta 'ċirkwit tal-moħħ li qabel kien magħruf li jirregola l-konsum kompulsiv taz-zokkor ma jinterferix ma' ikel bnin.
“Għall-ewwel darba, identifikajna kif il-moħħ jikkodifika t-tiftix taz-zokkor kompulsiv u aħna wrew ukoll li jidher li hu distint minn ikel normali u adattiv,” tgħid awtur anzjan Kay Tye, investigatur tal-prinċipju fl-Istitut għat-Tagħlim ta 'Picower u Memorja li żviluppaw qabel tekniki ġodda għall-istudju taċ-ċirkwiti tal-moħħ fid-dipendenza u fl-ansjetà. "Għandna bżonn nistudjaw dan iċ-ċirkwit f'aktar dettall, iżda l-għan aħħari tagħna huwa li niżviluppaw approċċi sikuri u mhux invażivi biex jiġu evitati l-imġieba tal-ikel maladattivi, l-ewwel fil-ġrieden u eventwalment fin-nies."
Il-vizzju tad-droga huwa definit bħala tfittxija kompulsiva tad-droga minkejja konsegwenzi avversi fl-iskola, ix-xogħol, jew id-dar. Drogi vizzjużi "jaħtfu" l-moħħ huwa ċ-ċentru naturali tal-ipproċessar tal-premji, iż-żona tegmentali ventrali (VTA). Iżda l-ikel huwa premju naturali u, għall-kuntrarju ta 'droga, huwa meħtieġ għas-sopravivenza, u għalhekk ma kienx ċar jekk l-ikel żejjed jirriżultax minn ġegħil simili, jew minn xi ħaġa oħra.
“Dan l-istudju jirrappreżenta, fl-opinjoni tiegħi, pass eċċellenti 'l quddiem biex nifhmu l-ħafna aspetti kumplessi ta' l-imgieba ta 'l-ikel," tgħid Antonello Bonci, direttur xjentifiku fl-Istitut Nazzjonali dwar l-Abbuż tad-Droga, li ma kienx involut fir-riċerka. “Filwaqt li kien hemm ħafna studji eċċellenti fil-passat, li nħarsu lejn l-isforz kompulsiv tad-disturbi fl-użu tas-sustanzi, din hija l-ewwel darba li studju jmur ħafna fil-fond u b'mod komprensiv dwar l-istess aspetti għall-imġieba kompulsiva tat-tmigħ. Minn perspettiva ta 'traduzzjoni, l-approċċ multidixxiplinarju straordinarju użat f'dan l-istudju pproduċa sejba eċċitanti ħafna: li l-konsum kompulsiv taz-zokkor huwa medjat minn ċirkwit newrali differenti minn ikel fiżjoloġiku u tajjeb għas-saħħa. ”
Għall-istudju, Tye u l-istudent gradwat tagħha Edward Nieh iffukaw fuq il-konnessjonijiet bejn il-VTA u l-ipotalamus laterali (LH), li jikkontrolla l-għalf. Iżda minħabba li l-LH jikkontrolla wkoll imgieba oħra diversi u jgħaqqad ma 'reġjuni multipli oħra tal-moħħ, ħadd ma kien għadu iżolat ċirkwit li jipproċessa l-għalf u jippremja. Tye u Nieh l-ewwel identifikaw u kkaratterizzaw biss in-newroni LH li jgħaqqdu l-VTA u rreġistraw l-attivitajiet tagħhom li jseħħu b'mod naturali f'biċċiet tal-moħħ, bl-għajnuna ta 'Gillian Matthews, qabel ma jgħaddu għal esperimenti fuq l-annimali. Elettrodi rreġistraw l-attività ta ’dawn in-newroni identifikati waqt imgieba ta’ l-annimali.
Ġrieden naturalment iħobbu s-sukrożju - simili għall-bnedmin li jħobbu s-sodas b'ħafna zokkor - allura Nieh ħarreġ ġrieden biex ifittxu s-sukrożju f'port tal-kunsinna wara li jisimgħu u jaraw spunt. Wara li l-ġrieden tgħallmu jbassru premju ta 'sukrożju ma' indikazzjoni, huwa b'mod każwali żamm il-premju madwar nofs il-ħin - diżappunt qarib. Drabi oħra, il-ġrieden irċevew bla mistenni premju tas-sukrożju mingħajr ebda ħjiel ta 'tbassir - sorpriża ħelwa. Din id-differenza bejn l-aspettattiva u l-esperjenza tissejjaħ l-iżball ta 'premju-tbassir.
Ir-reġistrazzjonijiet newrali wrew li tip wieħed ta 'newroni LH li jikkonnettjaw mal-VTA saru biss attivi wara li l-annimal kien jaf li jfittex premju tas-sukrożju, kemm jekk fil-fatt irċieva l-premju u kemm jekk le. Sett ieħor ta 'newroni LH, meta jirċievi rispons mill-VTA, ikkodifika r-rispons għall-premju jew għall-ommissjoni tiegħu.
Sussegwentement, Nieh ħadem ma 'student MD / PhD fil-laboratorju ta' Tye, Stephen Allsop, biex jimmodifika l-ġrieden sabiex il-projezzjonijiet newrali LH-VTA jġorru proteini sensittivi għad-dawl li jistgħu jattivaw jew isikktu n-newroni b'impulsi ta 'dawl, metodu msejjaħ optogenetics. L-attivazzjoni tal-projezzjonijiet wasslet għal ikel kompulsiv tas-sukrożju u żieda fl-ikel żejjed fil-ġrieden li kienu mimlija. L-inattivazzjoni ta 'din il-mogħdija naqqset it-tfittxija kompulsiva tas-sukrożju li tixbah id-dipendenza, iżda ma pprevenietx il-ġrieden li kienu bil-ġuħ milli jieklu regolari chow. "Dak kien eċċitanti għax għandna d-dejta tar-reġistrazzjoni biex nuru kif jiġri din it-tfittxija kompulsiva taz-zokkor," tgħid Nieh, "u nistgħu nsuqu jew ineħħu biss l-imġieba kompulsiva billi nagħmlu bidliet preċiżi ħafna fiċ-ċirkwit newrali."
"Ir-riċerkaturi tal-vizzju ipotetizzaw li t-tranżizzjoni minn azzjonijiet għal drawwiet għal kompulsjoni hija t-triq għall-formazzjoni ta 'vizzju, imma eżattament fejn u kif jiġri dan fil-moħħ kien misteru," jgħid Tye, li huwa wkoll l-Assistent Professur ta' l-Iżvilupp tal-Karriera ta 'Whitehead fi Dipartiment tax-Xjenzi tal-Moħħ u Konjittivi tal-MIT. "Issa għandna evidenza li turi li din it-tranżizzjoni hija rrappreżentata fiċ-ċirkwit LH-VTA."
Nieh, li jaħdem ma 'Matthews, postdoc fil-laboratorju Tye, wera wkoll li n-newroni LH jibagħtu taħlita ta' sinjali ta 'eċitazzjoni (glutamate) u inibitorji (GABA) lill-VTA. Iżda għall-kuntrarju tal-aspettattivi, kienu s-sinjali inibitorji, mhux dawk eċċitanti, li qanqlu l-attività tal-għalf fil-ġrieden. Meta l-projezzjonijiet tal-GABA waħedhom ġew attivati, il-ġrieden ġabu ruħhom b’mod stramb, ħarbtu fuq il-qiegħ tal-gaġġa u pantomimaw il-movimenti li jġibu nugget tal-ikel mal-ħalq u jomogħduha. (Kienu mitmugħa, allura ma kinux bil-ġuħ.) "Aħna naħsbu li l-projezzjonijiet glutamaterġiċi jirregolaw ir-rwol tal-projezzjonijiet GABAergic, billi jidderieġu dak li huwa xieraq li tgerrex," jgħid Nieh. "Iż-żewġ komponenti għandhom jaħdmu flimkien biex jiksbu sinjali ta 'tmigħ sinifikanti."
“Dan huwa importanti ħafna għall-għalqa, għax din hija xi ħaġa li aħna ma kinux jafu qabel,” qal Bonci, “u għandha l-potenzjal li tirrevoluzzjona l-mod kif noqorbu lejn it-trattament għal sovraassazzjoni kompulsiva.”
Ir-riċerkaturi kkaratterizzaw ukoll in-newroni eteroġenji fit-tmiem li jirċievu dawn il-projezzjonijiet fil-VTA. Kull subsett ta 'newroni LH jgħaqqad ma' newroni li jipproduċu dopamine u GABA fil-VTA. Il-laboratorju issa qed jinvestiga kif l-imgieba ta ’l-għalf u tat-tfittxija tas-sukrosju tvarja skond it-tip ta’ newronu fil-mira.
Din ir-riċerka nbdiet bħala parti mill-Premju ta 'Investigatur Ġdid tad-Direttur 2013 NIH ta' Tye, bl-għan fit-tul li tistabbilixxi paradigma ġdida għat-trattament ta 'l-obeżità li tista' tiġi applikata għal disturbi newropsikjatriċi oħra. Iffinanzjar addizzjonali ġie minn sorsi pubbliċi u privati multipli, inklużi Nieh's NSF Graduate Research Fellowship, il-Fellowship ta 'Sistemi Neuronali Integrattivi, u l-Programm ta' Taħriġ fin-Neurobijoloġija tat-Tagħlim u l-Memorja. Kara N. Presbrey, Christopher A. Leppla, Romy Wichmann, Rachael Neve, u Craig P. Wildes, il-membri kollha ta 'l-Istitut Picower, ikkontribwew ukoll għal dan ix-xogħol.
Ix-xjentisti ddefinixxew newroni responsabbli għall-konsum eċċessiv tal-ikel f'livell ta 'dettall mingħajr preċedent
By Anna Azvolinsky | Jannar 29, 2015
Żewġ timijiet ta 'riċerka indipendenti ddefinixxew popolazzjonijiet ta' newroni fl-ipotalamu li huma responsabbli għall-istimulazzjoni ta 'l-ikel bħala premju, iżda x'aktarx mhumiex neċessarji biex iħeġġu l-ikel għas-sopravivenza. Iż - żewġ gruppi ppubblikaw is - sejbiet tagħhom illum (Jannar 29) f '. \ T Cell.
"Dawn huma karti kbar li jibdew jiddefinixxu l-kumplessità u l-eteroġeneità ta '[l-ipotalamu] u tas-settijiet speċifiċi ta' newroni li jistgħu jipproduċu riżultati ta 'mġiba drammatika," qalet Ralph DiLeone, neurobiologist fl-Università ta ’Yale li ma kienx involut fix-xogħol.
Bl-użu ta 'optogenetics, newroxjentist Garret Stuber fl-Università ta ’North Carolina, Chapel Hill, u l-kollegi tiegħu sabu li l-attivazzjoni ta’ newroni GABAergic fi ħdan l-ipotalamus laterali (LH) wasslet lill-ġrieden biex jieklu aktar ta ’spiss, filwaqt li jinibixxu l-attività ta’ dawn in-newroni mmotivaw lill-ġrieden biex ma jieklux eċċess. Dawn in-newroni kienu distinti minn popolazzjonijiet newronali oħra fil-LH li qabel kienu implikati fl-ikel u fl-imgieba oħra relatati mal-premju. Meta dawn in-newroni ġew imnaqqsa ġenetikament, il-ġrieden kienu inqas motivati biex jiksbu premju ta 'kaloriji likwidi. Ix-xjentisti ħarġu wkoll sinjali ta ’kalċju ta’ mijiet ta ’newroni GABAergic individwali f’mawsijiet li jiċċaqilqu b’mod ħieles billi jdaħħlu mikroendoskopji f’LH u jeħlu mikroskopju fluworexxenti minjaturizzat mar-ras ta’ l-annimali. L-immaġini tal-kalċju wrew popolazzjonijiet distinti ta 'newroni GABAergic attivi fuq l-ewwel togħma ta' premju ta 'l-ikel jew meta l-ġrieden poked noses tagħhom - sinjal ta' interess fl-ikel - imma rarament matul iż-żewġ attivitajiet.
L-immaġini tal-kalċju in vivo tippermetti lir-riċerkaturi jaqraw l-attività newronali fuq skala ikbar - f'reġjuni speċifiċi tal-moħħ, qal DiLeone. It-teknika ġiet żviluppata minn Laboratorju ta ’Mark Schnitzer fl-Università ta’ Stanford. “Sitt snin ilu, ma kellna l-ebda waħda minn dawn it-teknoloġiji —tabbazzjoni ġenetika, optogenetics, immaġni in vivo,” Paul Phillips, qal newroxjentist fl-Università ta ’Washington Ix-xjentist. "Huwa ta 'l-aqwa li tara li l-laboratorju Stuber iqiegħdhom flimkien b'mod nadif biex iwieġeb mistoqsijiet importanti tan-newroxjenza."
In-newroni tal-LH huma diversi, u huma magħrufa li huma involuti f'aġiriet relatati mal-premju bħalma huma l-ikel, ix-xorb u s-sess. Iżda l-karatterizzazzjoni tad-diversi subpopolazzjonijiet ta 'newroni f'dan ir-reġjun tal-moħħ storikament kienet sfida. “Kellna s-sejbiet tal-istimulazzjoni elettrika għal aktar minn 30 snin issa, imma ma konnax nafu [liema newroni] konna qed nistimolaw u jekk in-newroni relatati mal-għalf humiex mill-LH jew minn dawk li għadhom kemm jgħaddu sat-tekniki tal-optogenetics saret disponibbli, ”qal Roy Wise, Newroxjentist fl-Istitut Nazzjonali dwar l-Abbuż tad-Droga li ma kienx involut fix-xogħol.
“Hemm eċċitament fil-qasam tan-newroxjenza għal immaġini in vivo minħabba li jippermettilna, għall-ewwel darba, nistudjaw mudelli ta 'attività fi ħdan subpopolazzjonijiet ta' newroni definiti molekularment," żied jgħid Stuber.
Fit-tieni studju, immexxi minn MIT neuroscientist Kay Tye, ir-riċerkaturi identifikaw żewġ popolazzjonijiet newroni distinti fiċ-ċirkwit li jgħaqqad l-LH u ż-żona tegmentali ventrali tal-midbrain (VTA), li hija magħrufa għall-funzjoni tagħha ta 'pproċessar ta' premjijiet. Mhux magħruf jekk in-newroni f'dawn il-projezzjonijiet ta 'LH-VTA jirrispondux għaz-zokkor innifsu, jew għall-att li jkollok iz-zokkor, qal il-koautur tal-istudju Edward Nieh, student gradwat fil-laboratorju ta 'Tye. "Issa nafu li hemm sotto-popolazzjonijiet ta 'newroni li jirrispondu għal ħjiel differenti - li jirkupraw [iz-zokkor] u għaż- [zokkor] innifsu."
Bl-użu ta 'varjazzjoni fuq teknika ta' optogenetics, it-tim immirat speċifikament biss lin-newroni fl-LH li jgħaqqdu mal-VTA. Eżami ta 'ġrieden li jiċċaqilqu liberament, it-tim sab li n-newroni li jgħaqqdu l-LH mal-VTA kienu attivati matul l-att li jfittxu premju taz-zokkor, indipendentement minn jekk inkisibx il-premju. L-inibizzjoni ta 'dan iċ-ċirkwit naqqset biss it-tfittxija taz-zokkor kompulsiv - mhux l-imġiba normali ta' l-ikel - f'dawn il-ġrieden. L-istimulazzjoni tan-newroni GABAergic biss f'dan iċ-ċirkwit ipproduċew imgieba mhux tas-soltu: l-annimali jitilfu l-art jew spazju vojt fil-gaġeġ tagħhom meta ma kien hemm l-ebda ikel. U l-istimulazzjoni ta 'dawn in-newroni rriżultaw ukoll f'imġieba klassika kompulsiva li tingħeleb piena - xokkijiet elettriċi - biex tikseb il-premju taz-zokkor, u żiedet iż-żejjed kompulsiv.
“Nistgħu nnaqqsu t-tiftix tas-sukrożju kompulsiv imma ma naffettwawx l-għalf normali tagħhom,” qal Nieh. "Dan huwa importanti għaliex biex nittrattaw imġieba ta 'ikel kompulsiv, irridu biss inwaqqfu l-partijiet ta' l-ikel ħżiena għas-saħħa u nżommu l-ikel normali intatt."
“Hemm applikazzjoni ċara għal disturbi fl-għalf u forsi l-abbuż tad-droga u l-logħob tal-azzard minħabba li tista 'tkun triq komuni li tattiva dawn it-tipi ta' mġiba," qalet Phillips.
Fl-e-mail lil Ix-xjentist, Tye qalet li l-laboratorju tagħha issa qed jaħdem biex jiddefinixxi aħjar firma newronali għall-effetti tax-xenqa li tista 'tiġi skoperta fil-ħin reali biex tiżviluppa interventi biex twaqqaf il-qbid żejjed kompulsiv u mġiba oħra dipendenti qabel ma jibdew.
JH Jennings et al., “Il-viżwalizzazzjoni tad-dinamika tan-netwerk ipotalamiku għall-imgieba ta’ appetittivi u ta ’wlied ta’ wlied, ” Cell, doi.org/10.1016/j.cell.2014.12.026, 2015.
EH Nieh et al., “Dekodifikazzjoni ta 'ċirkuwiti newrali li jikkontrollaw it-tfittxija ta' sukrosju kompulsiv," Ċellula, doi.org/10.1016/j.cell.2015.01.003, 2015.
;