Các nhà nghiên cứu tìm thấy các mạch thần kinh riêng biệt so với việc ăn uống lành mạnh, các nhà nghiên cứu tìm thấy (2015)

GÓP Ý: Hai nghiên cứu mang tính bước ngoặt chứng minh rằng các mạch riêng biệt tồn tại đối với việc tiêu thụ đường cưỡng bức - hoặc như YBOP gọi nó, 'a cơ chế binge'. Người ta luôn nghĩ rằng chứng nghiện hành vi phát sinh từ có thể thay đổi của "mạch bình thường". Trong khi điều này xảy ra, thì rõ ràng là các 'mạch bingeing' riêng biệt cũng tồn tại.

Điều này có ý nghĩa tiến hóa. Đó là một cách để thúc giục động vật tiêu thụ quá mức khi có thức ăn. Các mạch này phát sinh từ vùng dưới đồi, cũng là vùng kiểm soát chính đối với hành vi tình dục, ham muốn và cương cứng. Tôi không nghi ngờ gì về việc động vật có vú sở hữu 'mạch điện' để làm tình cũng như thức ăn. Sinh sản là ưu tiên hàng đầu của gen và các cơ hội giao phối thường ít hơn và xa hơn giữa các cơ hội ăn uống.

Giải mã nghiện đường

Cùng nhau, bệnh béo phì và bệnh tiểu đường loại 2 xếp hạng trong số các vấn đề sức khỏe lớn nhất của quốc gia chúng ta, và chúng chủ yếu xuất phát từ điều mà nhiều người gọi là nghiện Nghiện đường. Nhưng giải quyết vấn đề này phức tạp hơn giải quyết nghiện ma túy, bởi vì nó đòi hỏi phải giảm ổ đĩa để ăn thực phẩm không lành mạnh mà không ảnh hưởng đến mong muốn ăn thực phẩm lành mạnh khi đói.

Trong một bài báo mới trong Pin, các nhà khoa học thần kinh tại MIT đã gỡ rối hai quá trình này ở chuột và cho thấy việc ức chế mạch não chưa được biết trước đó điều chỉnh mức tiêu thụ đường bắt buộc không cản trở việc ăn uống lành mạnh.

Lần đầu tiên, chúng tôi đã xác định được cách bộ não mã hóa việc tìm kiếm đường bắt buộc và chúng tôi cũng cho thấy rằng nó dường như khác biệt với việc ăn uống bình thường, thích nghi, theo tác giả cao cấp Kay Tye, một nhà điều tra chính của Viện nghiên cứu Picower và Bộ nhớ người trước đây đã phát triển các kỹ thuật mới để nghiên cứu mạch não trong nghiện ngập và lo lắng. Chúng ta cần nghiên cứu sâu hơn về mạch này, nhưng mục tiêu cuối cùng của chúng ta là phát triển các phương pháp an toàn, không xâm lấn để ngăn chặn các hành vi ăn uống không lành mạnh, trước tiên là ở chuột và cuối cùng là ở người.

Nghiện ma tuý được định nghĩa là nghiện ma tuý cưỡng bức bất chấp những hậu quả bất lợi ở trường học, cơ quan hoặc gia đình. Thuốc gây nghiện “chiếm đoạt” trung tâm xử lý phần thưởng tự nhiên của não, khu vực tegmental ở bụng (VTA). Nhưng thức ăn là một phần thưởng tự nhiên và không giống như thuốc, cần thiết cho sự sống còn, vì vậy vẫn chưa rõ liệu ăn quá nhiều là do một hành vi ép buộc tương tự hay do một thứ gì khác.

Antonello Bonci, giám đốc khoa học tại Viện quốc gia về lạm dụng ma túy, cho biết, nghiên cứu này cho thấy, một bước tiến vượt trội trong việc tìm hiểu nhiều khía cạnh phức tạp của hành vi cho ăn. Trong khi trước đây đã có nhiều nghiên cứu xuất sắc, nhìn vào động lực bắt buộc của rối loạn sử dụng chất, đây là lần đầu tiên một nghiên cứu đi sâu và toàn diện vào các khía cạnh tương tự đối với hành vi cho ăn bắt buộc. Từ góc độ tịnh tiến, cách tiếp cận đa ngành phi thường được sử dụng trong nghiên cứu này đã tạo ra một phát hiện rất thú vị: tiêu thụ đường bắt buộc được điều hòa bởi một mạch thần kinh khác với sinh lý, ăn uống lành mạnh.

Đối với nghiên cứu, Tye và sinh viên tốt nghiệp Edward Nieh của cô tập trung vào các mối liên hệ giữa VTA và vùng dưới đồi (LH), điều khiển việc cho ăn. Nhưng vì LH cũng kiểm soát các hành vi khác nhau và kết nối với nhiều vùng não khác, nên chưa có ai cách ly mạch xử lý cho ăn và thưởng. Tye và Nieh lần đầu tiên xác định và mô tả chỉ các tế bào thần kinh LH kết nối với VTA và ghi lại các hoạt động tự nhiên của chúng trong các lát não, với sự giúp đỡ của Gillian Matthews, trước khi chuyển sang thí nghiệm trên động vật. Các điện cực đã ghi lại hoạt động của các tế bào thần kinh được xác định này trong các hành vi của động vật.

Chuột tự nhiên yêu thích đường sucrose - tương tự như con người thích nước ngọt có nhiều đường - vì vậy Nieh đã huấn luyện những con chuột tìm kiếm đường sucrose tại một cảng giao hàng khi nghe và nhìn thấy một dấu hiệu. Sau khi những con chuột học được cách dự đoán phần thưởng đường sucrose theo dấu hiệu, anh ta ngẫu nhiên giữ lại phần thưởng khoảng một nửa thời gian - một sự thất vọng cay đắng. Lần khác, những con chuột bất ngờ nhận được phần thưởng đường sucrose mà không có bất kỳ dấu hiệu dự đoán nào - một bất ngờ ngọt ngào. Sự khác biệt giữa kỳ vọng và trải nghiệm này được gọi là sai số dự đoán phần thưởng.

Các bản ghi thần kinh cho thấy một loại tế bào thần kinh LH kết nối với VTA chỉ hoạt động sau khi con vật đã học cách tìm kiếm phần thưởng sucrose, cho dù nó có thực sự nhận được phần thưởng hay không. Một bộ tế bào thần kinh LH khác, khi nhận được phản hồi từ VTA, đã mã hóa phản hồi cho phần thưởng hoặc thiếu sót của nó.

Tiếp theo, Nieh làm việc với một nghiên cứu sinh MD / PhD trong phòng thí nghiệm của Tye, Stephen Allsop, để sửa đổi chuột sao cho các phép chiếu thần kinh LH-VTA mang các protein nhạy cảm với ánh sáng có thể kích hoạt hoặc làm câm lặng tế bào thần kinh bằng các xung ánh sáng, một phương pháp được gọi là di truyền quang học. Việc kích hoạt các dự báo dẫn đến việc bắt buộc ăn sacaroza và gia tăng ăn quá nhiều ở những con chuột đã no. Việc vô hiệu hóa con đường này làm giảm sự bắt buộc tìm kiếm đường sucrose tương tự như nghiện, nhưng không ngăn những con chuột đói ăn chow thường xuyên. Nieh nói: “Điều đó thật thú vị bởi vì chúng tôi có dữ liệu ghi lại để cho thấy hành vi tìm đường cưỡng bức này xảy ra như thế nào, và chúng tôi có thể điều khiển hoặc ngăn chặn hành vi cưỡng chế bằng cách thực hiện những thay đổi rất chính xác trong mạch thần kinh.”

“Các nhà nghiên cứu về chứng nghiện đã đưa ra giả thuyết rằng sự chuyển đổi từ hành động thành thói quen sang sự ép buộc là con đường dẫn đến sự hình thành chứng nghiện, nhưng chính xác vị trí và cách thức điều này xảy ra trong não bộ vẫn là một bí ẩn,” Tye, cũng là Giáo sư Trợ lý Phát triển nghề nghiệp Whitehead cho biết. Khoa Não bộ và Khoa học Nhận thức của MIT. “Bây giờ chúng tôi có bằng chứng cho thấy sự chuyển đổi này được thể hiện trong mạch LH-VTA.”

Nieh, làm việc với Matthews, một postdoc trong phòng thí nghiệm Tye, cũng chỉ ra rằng các tế bào thần kinh LH gửi một hỗn hợp các tín hiệu kích thích (glutamate) và ức chế (GABA) đến VTA. Nhưng trái với mong đợi, chính các tín hiệu ức chế, không phải tín hiệu kích thích, đã kích hoạt hoạt động kiếm ăn ở chuột. Khi chỉ kích hoạt các dự báo GABA, những con chuột hành xử kỳ lạ, gặm nhấm đáy lồng và biểu diễn động tác đưa một viên thức ăn lên miệng và nhai nó. (Chúng đã được cho ăn, vì vậy chúng không bị đói.) “Chúng tôi nghĩ rằng các dự báo về glutamatergic điều chỉnh vai trò của các dự báo về GABAergic, chỉ đạo những gì thích hợp để gặm nhấm,” Nieh nói. “Cả hai thành phần phải làm việc cùng nhau để có được các tín hiệu cho ăn có ý nghĩa.”

Đây là điều rất quan trọng đối với lĩnh vực này, bởi vì đây là điều mà chúng ta chưa từng biết trước đây, ông Bon Bon nói, và có khả năng cách mạng hóa cách chúng ta tiếp cận điều trị cho việc ăn quá mức bắt buộc.

Các nhà nghiên cứu cũng mô tả các tế bào thần kinh không đồng nhất ở phần cuối của các dự báo này trong VTA. Mỗi tập hợp con của các tế bào thần kinh LH kết nối với các tế bào thần kinh sản xuất dopamine và GABA trong VTA. Phòng thí nghiệm hiện đang điều tra cách thức cho ăn và hành vi tìm kiếm sucrose khác nhau dựa trên loại tế bào thần kinh đích.

Nghiên cứu này được khởi xướng như là một phần của Giải thưởng Điều tra viên mới của Giám đốc Tye, với mục tiêu dài hạn là thiết lập một mô hình mới để điều trị bệnh béo phì có thể áp dụng cho các rối loạn tâm thần kinh khác. Tài trợ bổ sung đến từ nhiều nguồn công cộng và tư nhân, bao gồm Học bổng nghiên cứu sau đại học NSF của Nieh, Học bổng hệ thống thần kinh tích hợp và Chương trình đào tạo về thần kinh học và trí nhớ. Kara N. Presbrey, Christopher A. Leppla, Romy Doesmann, Rachael Neve và Craig P. Wildes, tất cả các thành viên của Viện Picower, cũng đóng góp cho công việc này.

Các nhà khoa học đã xác định tế bào thần kinh chịu trách nhiệm tiêu thụ thực phẩm quá mức ở mức độ chi tiết chưa từng có

By Anna Azvolinsky | Tháng Một 29, 2015