MAONI: Tafiti mbili za kihistoria zinazoonyesha kuwa mizunguko tofauti iko kwa matumizi ya sukari ya kulazimisha - au kama YBOP inavyoiita, 'a utaratibu wa binge'. Imekuwa ikifikiriwa kuwa ulevi wa tabia hutoka tu mabadiliko ya "mizunguko ya kawaida". Wakati hii ikitokea, sasa ni dhahiri kwamba "mizunguko ya kujifunga" iko pia.
Hii inaleta maana ya mabadiliko. Ni njia ya kumsihi mnyama kula kupita kiasi wakati chakula kinapatikana. Mizunguko hii hutoka kwa hypothalamus, ambayo pia ni mkoa mkubwa wa kudhibiti tabia ya ngono, libido na misaada. Sina shaka kwamba mamalia wana 'mizunguko ya binge' kwa ngono na pia chakula. Uzazi ni kipaumbele cha juu cha jeni na fursa za kupandana kawaida ni chache na ni mbali kati ya nafasi za kula.
Pamoja, fetma na Aina ya ugonjwa wa kisukari wa 2 kati ya shida kubwa kiafya za kitaifa, na kwa kawaida hutokana na yale ambayo wengi huyaita “madawa ya kulevya” kwa sukari. Lakini kutatua shida hii ni ngumu zaidi kuliko kutatua ulevi wa dawa za kulevya, kwa sababu inahitaji kupunguza gari kula vyakula visivyo na afya bila kuathiri hamu ya kula vyakula vyenye afya wakati wa njaa.
Kwenye karatasi mpya katika Kiini, wataalamu wa magonjwa ya akili huko MIT wamezindua michakato hii miwili katika panya na kuonyeshwa kwamba kuzuia mzunguko wa ubongo usiojulikana ambao unadhibiti matumizi ya sukari hauingiliani na kula afya.
"Kwa mara ya kwanza, tumegundua jinsi ubongo huingiza sukari inavyotafuta na pia tumeonyesha kuwa inaonekana kuwa tofauti na ulaji wa kawaida," anasema mwandishi mwandamizi Kay Tye, mchunguzi wa kanuni katika Taasisi ya Picower ya Kujifunza. na Kumbukumbu ambao hapo awali walibuni mbinu za riwaya za kusoma mzunguko wa ubongo katika ulevi na wasiwasi. "Tunahitaji kusoma mzunguko huu kwa undani zaidi, lakini lengo letu la mwisho ni kukuza njia salama, zisizo na uvamizi za kuzuia tabia ya kula vibaya, kwanza kwenye panya na mwishowe kwa watu."
Uraibu wa dawa za kulevya hufafanuliwa kama utaftaji wa madawa ya lazima licha ya athari mbaya shuleni, kazini, au nyumbani. Dawa za kulevya "nyara" ubongo ni kituo cha asili cha kusindika tuzo, eneo la sehemu ya ndani (VTA). Lakini chakula ni thawabu ya asili na, tofauti na dawa, ni muhimu kwa kuishi, kwa hivyo haijulikani ikiwa kula kupita kiasi kutokana na kulazimishwa kama hiyo, au kutoka kwa kitu kingine.
"Utafiti huu unawakilisha, kwa maoni yangu, hatua bora mbele ya kuelewa mambo mengi ya tabia ya kulisha," anasema Antonello Bonci, mkurugenzi wa kisayansi katika Taasisi ya Kitaifa ya Dawa za Kulevya, ambaye hakuhusika na utafiti huo. "Wakati kumekuwa na tafiti nyingi nzuri hapo zamani, ukiangalia shida ya shida ya utumiaji wa dutu hii, hii ni mara ya kwanza kwa masomo kupata kwa undani sana na kwa undani mambo sawa kwa tabia ya kulazimisha kulisha. Kwa mtazamo wa kutafsiri, njia ya ajabu ya kimataifa inayotumiwa katika utafiti huu ilileta ugunduzi wa kufurahisha sana: kwamba matumizi ya sukari yanayolazimishwa hupatanishwa na mzunguko tofauti wa neural kuliko kula kisaikolojia, na afya. "
Kwa uchunguzi huo, Tye na mwanafunzi wake aliyehitimu Edward Nieh walilenga uunganisho kati ya VTA na hypothalamus ya baadaye (LH), ambayo inadhibiti kulisha. Lakini kwa sababu LH pia inadhibiti tabia zingine tofauti na zinaunganisha kwa maeneo mengine mengi ya ubongo, hakuna mtu ambaye bado alikuwa ametenga mzunguko wa kulisha na malipo. Tye na Nieh waligundua kwanza na kuainisha tu neurons za LH ambazo zinaungana na VTA na kurekodi shughuli zao za asili katika vipande vya ubongo, kwa msaada wa Gillian Matthews, kabla ya kuhamia majaribio ya wanyama. Electrodes alirekodi shughuli za neurons hizi zilizotambuliwa wakati wa tabia ya wanyama.
Panya kawaida hupenda sucrose - sawa na wanadamu wanaopenda soda zenye sukari nyingi - kwa hivyo Nieh alifundisha panya kutafuta sucrose kwenye bandari ya uwasilishaji wakati wa kusikia na kuona dalili. Baada ya panya kujifunza kutabiri thawabu ya sucrose juu ya dalili, kwa bahati mbaya alizuia thawabu karibu nusu ya wakati - tamaa mbaya. Wakati mwingine, panya walipokea bila malipo tuzo ya sucrose bila dalili yoyote ya utabiri - mshangao mzuri. Tofauti hii kati ya matarajio na uzoefu inaitwa kosa la utabiri wa thawabu.
Rekodi za neural zilionyesha kuwa aina moja ya neurons za LH inayounganisha na VTA ilikua hai baada ya mnyama amejifunza kutafuta thawabu ya kujiondoa, ikiwa ni kweli au alipokea tuzo hiyo. Seti nyingine ya neurons za LH, baada ya kupokea maoni kutoka kwa VTA, ilisimba majibu kwa thawabu au kuachwa kwake.
Ifuatayo, Nieh alifanya kazi na mwanafunzi wa MD / PhD katika maabara ya Tye, Stephen Allsop, kurekebisha panya ili makadirio ya neva ya LH-VTA kubeba protini nyeti ambazo zinaweza kuamsha au kunyamazisha neuroni na kunde za nuru, njia inayoitwa optogenetics. Kuamsha makadirio kulisababisha ulaji wa kulazimishwa wa sukari na kula kupita kiasi kwa panya ambao walikuwa wamejaa. Kufanya kazi kwa njia hii kulipunguza utaftaji wa sulufu unaolazimika unaofanana na ulevi, lakini haukuzuia panya ambao walikuwa na njaa kula chow ya kawaida. "Hiyo ilikuwa ya kufurahisha kwa sababu tuna data ya kurekodi kuonyesha jinsi utaftaji huo wa sukari unaosababishwa unatokea," Nieh anasema, "na tunaweza kuendesha au kukandamiza tu tabia ya kulazimisha kwa kufanya mabadiliko sahihi kabisa katika mzunguko wa neva."
"Watafiti wa madawa ya kulevya wamedhani kuwa mabadiliko kutoka kwa vitendo hadi mazoea hadi kulazimishwa ni njia ya kuunda dawa za kulevya, lakini haswa wapi na jinsi hii hufanyika katika ubongo imekuwa siri," anasema Tye, ambaye pia ni Profesa Msaidizi wa Maendeleo ya Kazi wa Whitehead katika Idara ya Ubongo na Sayansi ya Utambuzi ya MIT. "Sasa tuna ushahidi unaoonyesha kuwa mpito huu unawakilishwa katika mzunguko wa LH-VTA."
Nieh, akifanya kazi na Matthews, postdoc katika maabara ya Tye, pia alionyesha kuwa neuroni za LH zinatuma mchanganyiko wa ishara za kusisimua (glutamate) na kizuizi (GABA) kwa VTA. Lakini kinyume na matarajio, zilikuwa ishara za kuzuia, sio zile za kusisimua, ambazo zilisababisha shughuli za kulisha katika panya. Wakati makadirio ya GABA peke yake yalipoamilishwa, panya walifanya tabia ya kushangaza, wakitafuna chini ya ngome na wakipiga hatua za kuleta chakula cha chakula kinywani na kutafuna. (Walikuwa wamelishwa, kwa hivyo hawakuwa na njaa.) "Tunafikiria makadirio ya glutamatergic hudhibiti jukumu la makadirio ya GABAergic, ikielekeza kile kinachofaa kutafuna," Nieh anasema. "Vitu vyote viwili lazima vifanye kazi pamoja kupata ishara za kulisha za maana."
"Hii ni muhimu sana kwa uwanja, kwa sababu hii ni kitu ambacho hatukujua hapo awali," Bonci anasema, "na ina uwezo wa kurekebisha njia tunayopata matibabu kwa kulazimisha kupita kiasi."
Watafiti pia waliashiria neurons kubwa wakati wa kupokea mwisho wa makadirio haya katika VTA. Kila subset ya neurons ya LH inaunganisha na dopamine- na neuroni zinazozalisha GABA kwenye VTA. Maabara sasa inachunguza jinsi tabia ya kulisha na kutafuta-sucrose inatofautiana kulingana na aina ya neuron inayolenga.
Utafiti huu ulianzishwa kama sehemu ya Tye's 2013 NIH mpya ya Upelelezi wa Upelelezi, na lengo la muda mrefu la kuanzisha paradigm mpya ya kutibu ugonjwa wa kunona ambayo inaweza kutumika kwa shida zingine za ugonjwa wa neuropsychiatric. Ufadhili wa ziada ulitoka kwa vyanzo vingi vya umma na vya kibinafsi, pamoja na Ushirika wa Utafiti wa Uhitimu wa NSF wa Nieh, Ushirika wa Mifumo ya Neuronal, na Programu ya Mafunzo katika Neurobiolojia ya Kujifunza na Kumbukumbu. Kara N. Presbrey, Christopher A. Leppla, Romy Wichmann, Rachael Neve, na Craig P. Wildes, wanachama wote wa Taasisi ya Picower, pia walichangia kazi hii.
Wanasayansi wameelezea neurons inayowajibika kwa matumizi ya chakula kwa kiwango cha juu sana cha habari
By Anna Azvolinsky | Januari 29, 2015
Timu mbili za utafiti huru zimeelezea idadi ya neurons kwenye hypothalamus ambayo inawajibika kwa kuchochea kama zawadi, lakini labda sio lazima kuchochea kula ili kuishi. Makundi yote mawili yalichapisha matokeo yao leo (Januari 29) ndani Kiini.
"Hizi ni karatasi kubwa ambazo zinaanza kufafanua ugumu na ugumu wa [hypothalamus] na seti maalum za neuroni ambazo zinaweza kutoa matokeo ya kitabia," alisema Ralph DiLeone, mtaalam wa magonjwa ya akili katika Chuo Kikuu cha Yale ambaye hakuhusika katika kazi hiyo.
Kutumia optogenetics, neuroscientist Garret Stuber katika Chuo Kikuu cha North Carolina, Chapel Hill, na wenzake waligundua kuwa kuamsha neuroni ya GABAergic ndani ya hypothalamus ya baadaye (LH) ilisababisha panya kulisha mara nyingi zaidi, wakati kuzuia shughuli za mishipa hii kulichochea panya kutokula kupita kiasi. Neuroni hizi zilitofautishwa na idadi mingine ya neuronal katika LH iliyoingizwa hapo awali katika kula na tabia zingine zinazohusiana na thawabu. Wakati neurons hizi zilibadilishwa vinasaba, panya hawakuwa na motisha kupata malipo ya kalori ya kioevu. Wanasayansi pia waliona ishara ya kalsiamu ya mamia ya neurons ya GABAergic mara moja katika panya wa kusonga-bure kwa kuingiza mikaratasi ndani ya LH na kushikilia darubini ya fluorescence kwa vichwa vya wanyama. Kufikiria kalsiamu ilionyesha idadi tofauti ya neuroni ya GABAergic inafanya kazi kwenye ladha ya kwanza ya thawabu ya chakula au wakati panya huvuta pua zao - ishara ya kupenda chakula-lakini mara chache wakati wa shughuli zote.
Katika mawazo ya kalsiamu ya vivo inawawezesha watafiti kusoma shughuli za neuronal kwa kiwango kikubwa zaidi - katika maeneo maalum ya ubongo, alisema DiLeone. Mbinu hiyo ilitengenezwa na Maabara ya Mark Schnitzer katika Chuo Kikuu cha Stanford. "Miaka sita iliyopita, hatuna moja ya teknolojia hizi - uchomaji wa maumbile, optogenetics, katika fikra za vivo," Paul Phillips, mtaalam wa neuros katika Chuo Kikuu cha Washington, aliambia Mwanasayansi. "Inashangaza kuona maabara ya Stuber ikizijumuisha vizuri ili kujibu maswali muhimu ya neuroscience."
Neurons ya LH ni tofauti, na inajulikana kuhusika katika tabia zinazohusiana na thawabu kama vile kula, kunywa, na ngono. Lakini tabia ya subpopulations anuwai ya neurons katika mkoa huu wa ubongo imekuwa ni changamoto kihistoria. "Tumekuwa na matokeo ya kuchochea ya umeme kwa zaidi ya miaka 30 sasa, lakini hatukujua [ni neurons] ambazo tulikuwa tukiwachochea na ikiwa neurons zinazohusiana na kulisha zinatoka kwa LH au zile ambazo zinapita tu mpaka mbinu za optogenetics. ikapatikana, "alisema Roy Hekima, mtaalam wa neuros katika Taasisi ya Kitaifa ya Dawa za Kulevya ambaye hakuhusika katika kazi hiyo.
"Kuna msisimko katika uwanja wa neuroscience kwa kufikiria kwa vivo kwa sababu inaruhusu sisi, kwa mara ya kwanza, kusoma mifumo ya shughuli ndani ya sehemu ndogo za neuroni," akaongeza Stuber.
Katika utafiti wa pili, unaoongozwa na MIT neuroscientist Kay Tye, watafiti waligundua idadi mbili tofauti za neva katika mzunguko unaounganisha LH na eneo la sehemu ya katikati ya ubongo (VTA), ambayo inajulikana kwa kazi yake ya kusindika tuzo. Ikiwa niuroni katika makadirio haya ya LH-VTA hujibu sukari yenyewe, au kitendo cha kupata sukari haikujulikana, alisema utafiti huo Edward Nieh, mwanafunzi aliyehitimu katika maabara ya Tye. "Sasa tunajua kwamba kuna viini vyenye uti wa mgongo vinajibu kwa njia tofauti-kurudisha [sukari] hiyo na sukari [yenyewe].”
Kutumia mabadiliko kwenye mbinu ya optogenetics, timu ililenga mahaba tu kwenye LH inayounganisha na VTA. Kuchunguza panya za kusonga kwa uhuru, timu iligundua kuwa neurons zilizounganisha LH na VTA ziliamilishwa wakati wa kitendo cha kutafuta tuzo ya sukari, bila kujali kama tuzo hiyo imepatikana. Kuzuia mzunguko huu kumepunguza tu nguvu ya kutafuta sukari-sio tabia ya kawaida ya kulisha - katika panya hizi. Kuchochea tu neurons za GABAergic katika mzunguko huu zilizaa tabia isiyo ya kawaida: wanyama walioganda sakafuni au nafasi tupu katika mabwawa yao wakati hakuna chakula. Na kuchochea mishipa hii pia ilisababisha tabia ya kulazimisha ya zamani kushinda adhabu - mshtuko wa umeme - kupata thawabu ya sukari, na kuongezeka kwa ulaji mwingi.
"Tunaweza kupunguza utaftaji wa kujiuliza lakini hatuathiri lishe yao ya kawaida," Nieh alisema. "Hii ni muhimu kwa sababu ya kutibu tabia ya kula ya kulazimisha, tunataka tu kuzuia sehemu zisizo na afya ya kula na kuweka kula kawaida."
"Kuna maombi wazi ya shida za kulisha na labda matumizi ya dawa za kulevya na kamari kwa sababu inaweza kuwa njia ya kawaida ambayo inamsha tabia hizi," alisema Phillips.
Katika barua-pepe kwa Mwanasayansi, Tye alisema maabara yake sasa inafanya kazi ya kufafanua saini sahihi ya neuronal kwa kutamani ambayo inaweza kugundulika kwa wakati halisi ili kuendeleza hatua za kuacha kulazimisha ulaji wa tabia mbaya na tabia zingine za kuongezea kabla ya kuanza.
JH Jennings et al., "Inatazama mienendo ya mtandao wa hypothalamic kwa tabia ya kupendeza na tabia ya kufurahisha," Kiini, doi.org/10.1016/j.cell.2014.12.026, 2015.
EH Nieh et al., "Kuamua duru za neural zinazodhibiti utaftaji wa kujiuliza," Kiini, doi.org/10.1016/j.cell.2015.01.003, 2015.
;