KOMENTE: Dy studime historike që demonstrojnë se ekzistojnë qarqe të veçantë për konsum të detyrueshëm sheqeri - ose siç e quan YBOP, 'a binge mekanizëm' Gjithmonë është menduar se varësitë e sjelljes lindin nga është vetëm ndryshimet e "qarqeve normale". Ndërsa kjo ndodh, tani është e qartë se ekzistojnë edhe 'qarqe të ndara'.
Kjo ka kuptim evolucionar. Shtë një mënyrë për të nxitur një kafshë që të konsumojë më shumë kur ushqimi është i disponueshëm. Këto qarqe lindin nga hipotalamusi, i cili është gjithashtu rajoni kryesor i kontrollit për sjelljen seksuale, epshin dhe ereksionin. Nuk kam dyshim se gjitarët kanë 'qarqe të tepruara' për seks, si dhe ushqim. Riprodhimi është përparësia kryesore e gjeneve tona dhe mundësitë e çiftëzimit zakonisht gjithnjë e më pak sesa mundësitë e ngrënies.
Dekodimi i varësisë së sheqerit
Së bashku, obeziteti dhe diabeti i tipit 2 gjenden në mesin e problemeve më të mëdha shëndetësore të vendit tonë dhe ato rezultojnë kryesisht nga ajo që shumë e quajnë "varësi" ndaj sheqerit. Por zgjidhja e këtij problemi është më e komplikuar sesa zgjidhja e varësisë nga droga, sepse kërkon reduktimin e ushqimit për të ngrënë ushqime jo të shëndetshme pa ndikuar në dëshirën për të ngrënë ushqime të shëndetshme kur janë të uritur.
Në një letër të re në Qelizë, neuroscientists në MIT kanë untangled këto dy procese në minj dhe tregoi se frenimi i një qark të trurit të panjohur që rregullon konsumin e sheqerit të sëmurë nuk ndërhyn me të hahet shëndetshëm.
"Për herë të parë kemi identifikuar se si truri kodon kërkimin e sheqerit të sëmurë dhe ne gjithashtu kemi treguar se duket të jetë e dallueshme nga ushqimi normal, adaptiv", thotë autori i lartë Kay Tye, një hetues parësor në Institutin Picower për Mësimdhënie dhe Memory që më parë zhvilluan teknika novatore për të studiuar rrjetet e trurit në varësi dhe ankth. "Ne duhet ta studiojmë këtë qark në mënyrë më të thellë, por qëllimi ynë përfundimtar është të zhvillojmë qasje të sigurta, joinvazive për të shmangur sjelljet maladaptive të hahet, fillimisht në minj dhe përfundimisht në njerëz".
Varësia nga droga përkufizohet si kërkim i detyrueshëm i drogës, pavarësisht pasojave të pafavorshme në shkollë, punë ose shtëpi. Droga varësie "rrëmben" trurin qendra natyrore e përpunimit të shpërblimeve, zona tegmentare e barkut (VTA). Por ushqimi është një shpërblim natyral dhe, ndryshe nga një ilaç, është i domosdoshëm për mbijetesë, kështu që ka qenë e paqartë nëse ngrënia e tepërt rezulton nga një detyrim i ngjashëm, apo nga diçka tjetër.
"Ky studim përfaqëson, sipas mendimit tim, një hap të jashtëzakonshëm përpara në kuptimin e shumë aspekteve të ndërlikuara të sjelljes së ushqyerjes", thotë Antonello Bonci, drejtor shkencor në Institutin Kombëtar për abuzimin e drogës, i cili nuk ishte i përfshirë në hulumtim. "Ndërsa ka pasur shumë studime të shkëlqyera në të kaluarën, duke shikuar në shtrëngimin e dobët të çrregullimeve të përdorimit të substancave, kjo është hera e parë që një studim shkon shumë thellë dhe tërësisht në të njëjtat aspekte për sjelljen e ushqyerjes së sëmurë. Nga një perspektivë përkthyese, qasja e jashtëzakonshme multidisiplinare e përdorur në këtë studim krijoi një gjetje shumë emocionuese: konsumi i detyruar i sheqerit është ndërmjetësuar nga një qark tjetër nervor, sesa ushqimi fiziologjik dhe i shëndetshëm ".
Për studimin, Tye dhe studenti i saj i diplomuar Edward Nieh u përqendruan në lidhjet midis VTA dhe hypothalamus lateral (LH), e cila kontrollon ushqimin. Por për shkak se LH gjithashtu kontrollon sjellje të ndryshme dhe lidhet me shumë rajone të tjera të trurit, askush nuk e kishte izoluar ende një qark të ushqyer dhe shpërblim. Tye dhe Nieh fillimisht identifikuan dhe karakterizuan vetëm neuronet LH që lidhen me VTA dhe regjistrojnë aktivitetet e tyre natyrale në feta të trurit, me ndihmën e Gillian Matthews, përpara se të lëviznin në eksperimentet e kafshëve. Elektrodat regjistruan aktivitetin e këtyre neuroneve të identifikuara gjatë sjelljeve të kafshëve.
Minjtë natyrshëm e duan sakarozën - e ngjashme me njerëzit që duan pijet e gazuara të pasura me sheqer - kështu që Nieh trajnoi minjtë për të kërkuar saharoze në një port shpërndarës kur dëgjuan dhe panë një shenjë. Pasi minjtë mësuan të parashikonin një shpërblim saharoze mbi sugjerimin, ai rastësisht e mbajti shpërblimin rreth gjysmën e kohës - një zhgënjim i hidhur. Herë të tjera, minjtë papritur morën një shpërblim saharoze pa ndonjë shenjë parashikuese - një surprizë e ëmbël. Ky ndryshim midis pritjes dhe përvojës quhet gabim i parashikimit të shpërblimit.
Regjistrimet nervore treguan se një lloj i neuroneve LH që lidheshin me VTA u bë aktive vetëm pasi kafsha kishte mësuar të kërkonte një shpërblim saharoze, pavarësisht nëse e merrte shpërblimin. Një grup tjetër i neuroneve LH, pas marrjes së reagimeve nga VTA, ka koduar përgjigjen ndaj shpërblimit ose mosveprimit të tij.
Më tej, Nieh punoi me një student MD / PhD në laboratorin e Tye, Stephen Allsop, për të modifikuar minjtë në mënyrë që projeksionet nervore LH-VTA të mbanin proteina të ndjeshme ndaj dritës që mund të aktivizojnë ose heshtin neuronet me impulse drite, një metodë e quajtur optogenetics. Aktivizimi i parashikimeve çoi në ngrënie të detyruar të saharozës dhe rritje të tepërt të tepruar të minjve që ishin të ngopur. Inaktivizimi i kësaj rruge zvogëloi kërkimin e detyruar të saharozës që i ngjan varësisë, por nuk i parandaloi minjtë që ishin të uritur të hanin ushqim të rregullt. "Kjo ishte emocionuese sepse ne kemi të dhënat e regjistrimit për të treguar se si ndodh kjo kërkim i detyruar i sheqerit," thotë Nieh, "dhe ne mund të ngasim ose shtypim vetëm sjelljen e detyruar duke bërë ndryshime shumë të sakta në qarkun nervor."
"Studiuesit e varësisë kanë hipotezuar se kalimi nga veprimet në zakone në detyrim është rruga për formimin e varësisë, por saktësisht se ku dhe si ndodh kjo në tru ka qenë një mister," thotë Tye, i cili është gjithashtu Asistent Profesor i Zhvillimit të Karrierës Whitehead në Departamenti i trurit dhe shkencave njohëse të MIT. "Tani kemi prova që tregojnë se ky tranzicion përfaqësohet në qarkun LH-VTA."
Nieh, duke punuar me Matthews, një post-doktor në laboratorin Tye, gjithashtu tregoi se neuronet LH dërgojnë një përzierje të sinjaleve ngacmuese (glutamate) dhe frenuese (GABA) tek VTA. Por në kundërshtim me pritjet, ishin sinjalet frenuese, jo ato ngacmuese, ato që nxitën aktivitetin e të ushqyerit tek minjtë. Kur u aktivizuan vetëm parashikimet e GABA, minjtë u sollën në mënyrë të çuditshme, duke kërcyer pjesën e poshtme të kafazit dhe duke pantomimuar lëvizjet për të sjellë një copë ushqimi në gojë dhe për ta përtypur atë. (Ata ishin ushqyer, kështu që nuk ishin të uritur.) "Ne mendojmë se parashikimet glutamatergjike rregullojnë rolin e projeksioneve GABAergjike, duke drejtuar atë që është e përshtatshme për të brerë", thotë Nieh. "Të dy përbërësit duhet të punojnë së bashku për të marrë sinjale kuptimplota të ushqimit."
"Kjo është shumë e rëndësishme për këtë fushë, sepse kjo është diçka që nuk e dinim më parë," thotë Bonci, "dhe mban potencialin për të revolucionarizuar mënyrën se si ne i drejtohemi trajtimit për ngrënie të dhembshme".
Studiuesit gjithashtu karakterizuan neuronet heterogjene në fundin e pranimit të këtyre parashikimeve në VTA. Çdo nëngrup i LH neuroneve lidhet me dopamin- dhe GABA-prodhimin e neuroneve në VTA. Laboratori tani është duke hetuar se si sjellja e të ushqyerit dhe e saharozës ndryshon në bazë të tipit të neuronit të synuar.
Ky hulumtim u iniciua si pjesë e çmimit të ri të hetuesve të 2013 NIH të Tye, me qëllimin afatgjatë të krijimit të një paradigmë të re për trajtimin e obezitetit që mund të zbatohej ndaj çrregullimeve të tjera neuropsikiatrike. Fondet shtesë vijnë nga burime të shumta publike dhe private, duke përfshirë NSF Graduate Research Fellowship Nieh, Fellowship Integrativ Sistemet Neuronal dhe Programi i Trajnimit në Neurobiologjinë e të Mësuarit dhe të Kujtesës. Kara N. Presbrey, Christopher A. Leppla, Romy Wichmann, Rachael Neve dhe Craig P. Wildes, të gjithë anëtarët e Institutit Picower, gjithashtu kontribuan në këtë punë.
Shkencëtarët kanë përcaktuar neuronet përgjegjës për konsum të tepërt të ushqimit në një nivel të pashembullt detaje
By Anna Azvolinsky | Janar 29, 2015
Dy ekipe të pavarura kërkimore kanë përcaktuar popullatat e neuroneve në hypothalamus që janë përgjegjës për stimulimin e ushqimit-si-shpërblim, por ka të ngjarë të mos jetë e nevojshme për të nxitur të hahet për mbijetesë. Të dy grupet publikuan gjetjet e tyre sot (Janar 29) në Qelizë.
"Këto janë dokumente të mëdha që fillojnë të përcaktojnë kompleksitetin dhe heterogjenitetin e [hypothalamus] dhe grupet specifike të neuroneve që mund të prodhojnë rezultate dramatike të sjelljes", tha Ralph DiLeone, një neurobiolog në Universitetin Yale, i cili nuk ishte i përfshirë në punë.
Duke përdorur optogenetics, neuroscientist Garret Stuber në Universitetin e Karolinës së Veriut, Chapel Hill, dhe kolegët e tij zbuluan se aktivizimi i neuroneve GABAergic brenda hypothalamus lateral (LH) udhëhoqi minj për të ushqyer më shpesh, ndërkohë që frenimi i aktivitetit të këtyre neuroneve i motivonte minjtë që të mos hanë më tepër. Këto neurone ishin të dallueshme nga popullatat e tjera neuronale në LH të implikuar më parë në ngrënie dhe sjellje të tjera të lidhura me shpërblimin. Kur këto neurone u bllokuan gjenetikisht, minjtë ishin më pak të motivuar për të marrë një shpërblim të kalorive të lëngshme. Shkencëtarët gjithashtu vizualizuan kalciumin sinjalizues të qindra individëve neuroneve GABAergic në të njëjtën kohë në minj të lirë duke lëvizur microendoscopes në LH dhe bashkëngjitur një mikroskop miniaturized fluorescence për kokat e kafshëve. Imazhi i kalciumit tregoi popullata të dallueshme të neuroneve GABAergic aktive me shijen e parë të shpërblimit të ushqimit ose kur minjtë kërcenin hundët - një shenjë e interesit në ushqim - por rrallë gjatë të dy aktiviteteve.
In vivo imazhi i kalciumit i mundëson hulumtuesit të lexojnë aktivitetin neuronal në një shkallë më të madhe - në rajone të caktuara të trurit, tha DiLeone. Teknika u zhvillua nga Laboratori Mark Schnitzer në Universitetin Stanford. "Gjashtë vjet më parë, nuk kishim asnjë nga këto teknologji - ablazione gjenetike, optogjenetika, in vivo imazhe," Paul Phillips, një neuroscientist në Universitetin e Uashingtonit Shkencetari. "Është e mahnitshme të shohësh laboratorin e Stuberit të vendosim këto në mënyrë të pastër për t'iu përgjigjur pyetjeve të rëndësishme të neurosciencës".
Neuronet e LH janë të ndryshme dhe njihen të jenë të përfshirë në sjellje të lidhura me shpërblimin, të tilla si hahet, pirja dhe seksi. Por, karakterizimi i nënpopullimeve të ndryshme të neuroneve në këtë rajon të trurit ka qenë historikisht një sfidë. "Ne kemi gjetur gjetjet e stimulimit elektrik për më shumë se 30 vite, por nuk e dinim [cilët neurone] ne po stimulonim dhe nëse neuronet e ushqyerjes janë nga LH ose ato që po kalojnë deri tek teknikat optogenetike u bë i disponueshëm ", tha ai Roy Wise, një neuroscientist në Institutin Kombëtar për abuzimin e drogës, i cili nuk ishte i përfshirë në punë.
"Ka shumë eksitim në fushën e neuroshkencës për imazhin in vivo, sepse na lejon që për herë të parë të studiojmë modelet e aktivitetit brenda nënpopulimeve molekulare të neuroneve", shtoi Stuber.
Në studimin e dytë, të udhëhequr nga MIT neuroscientist Kay Tye, studiuesit identifikuan dy popullata të dallueshme neuronale në qark që lidhin LH dhe zonën tegmentale ventrale të trurit të mesëm (VTA), e cila është e njohur për funksionin e saj të përpunimit të shpërblimit. Nuk dihej nëse neuronet në këto projeksione LH-VTA i përgjigjen sheqerit vetë, apo veprimit të marrjes së sheqerit, tha bashkëautori i studimit Edward Nieh, një student i diplomuar në laboratorin e Tyës. "Tani e dimë se ka nënpopullime të neuroneve që i përgjigjen cueseve të ndryshme-marrjen e [sheqerit] dhe vetë [sheqerit]".
Duke përdorur një variant në një teknikë optogenetike, ekipi synonte në mënyrë specifike vetëm neuronet në LH që lidhen me VTA. Ekzaminimi i minjve me lëvizje të lirë, ekipi zbuloi se neuronet që lidhin LH me VTA u aktivizuan gjatë aktit të kërkimit të një shpërblimi të sheqerit, pavarësisht nëse shpërblimi ishte marrë. Ndalimi i këtij qarku uli vetëm sjelljen e detyrueshme të sheqerit, jo të zakonshëm të ushqimit, në këto minj. Stimulimi i vetëm i neuroneve GABAergic në këtë qark prodhoi sjellje të pazakonshme: kafshët gërmuan në dysheme ose hapësirë bosh në kafazet e tyre, kur nuk kishte ushqim të pranishëm. Dhe stimulimi i këtyre neuroneve rezultoi gjithashtu në sjelljen klasike të kompulsive të kapërcimit të një dënimi-goditje elektrike - për të marrë shpërblimin e sheqerit dhe për të rritur overeatingin e detyruar.
"Ne mund të zvogëlojmë kërkimin e sukrozës, por nuk ndikojmë në ushqimin e tyre normal", tha Nieh. "Kjo është e rëndësishme sepse për trajtimin e sjelljes së ngrënies së sëmurë, ne vetëm duam të ndalojmë pjesët e sëmura të hahet dhe të mbajmë të paprekur normalisht të hahet".
"Ekziston një aplikim i qartë ndaj çrregullimeve të ushqyerjes dhe ndoshta abuzimit të drogës dhe lojërave të fatit sepse mund të jetë një rrugë e zakonshme që aktivizon këto sjellje", tha Phillips.
Në një e-mail për të Shkencetari, Tye tha se laboratori i saj tani është duke punuar për të përcaktuar më mirë një nënshkrim neuronal për dëshirat që mund të zbulohen në kohë reale për të zhvilluar ndërhyrje për të ndaluar ngrënjen e detyrueshme dhe sjelljet e tjera të varësisë përpara se të fillojnë.
JH Jennings et al., "Vizualizimi i dinamikës së rrjetit hypothalamic për sjelljet e shijshme dhe të sinqertë", Qelizë, doi.org/10.1016/j.cell.2014.12.026, 2015.
EH Nieh et al., "Dekodimi i qarqeve nervore që kontrollojnë kërkimin e sakrozës së sëmurë", Cell, doi.org/10.1016/j.cell.2015.01.003, 2015.
;
