评论：两项具有里程碑意义的研究表明存在着独立的回路来消耗强迫性糖-或如YBOP所说，“ 狂欢机制'。 一直认为行为上瘾是由 仅由 “正常电路”的变更。 尽管确实发生了这种情况，但现在很明显，还存在单独的“缠结电路”。
这具有进化意义。 这是一种在有食物时敦促动物过度消费的方法。 这些回路来自下丘脑，下丘脑也是性行为，性欲和勃起的主要控制区域。 我毫不怀疑，哺乳动物会为性和食物带来“刺激回路”。 繁殖是我们基因的重中之重，而交配的机会通常比进食的机会要少得多。
肥胖和2型糖尿病一起排在我们国家最大的健康问题之列，它们很大程度上是由于许多人称之为糖的“成瘾”。 但解决这个问题比解决吸毒成瘾更复杂，因为它需要减少吃不健康食物的动力而不影响饥饿时吃健康食品的欲望。
在一篇新的论文中 手机麻省理工学院的神经科学家已经在小鼠中解开了这两个过程，并证明抑制以前未知的调节强迫性糖消耗的大脑回路并不会干扰健康饮食。
“这是我们第一次确定了大脑如何编码强迫性糖，我们也发现它似乎与正常的适应性饮食不同，”皮科尔学习研究所的主要研究者Kay Tye说。和记忆谁先前开发了新的技术来研究成瘾和焦虑的大脑电路。 “我们需要更深入地研究这个循环，但我们的最终目标是开发安全，无创的方法来避免适应不良的饮食行为，首先是老鼠，最后是人。”
吸毒成瘾被定义为尽管在学校，工作或家庭中有不利后果的强迫性吸毒行为。 上瘾的药物“劫持”了大脑的自然奖励处理中心腹侧被盖区（VTA）。 但是食物是一种自然的报酬，并且与药物不同，食物是生存所必需的，因此目前尚不清楚类似的强迫还是其他原因导致暴饮暴食。
“在我看来，这项研究在理解喂养行为的许多复杂方面是一个突出的进步，”国家药物滥用研究所的科学主任Antonello Bonci说，他没有参与这项研究。 “虽然过去有许多优秀的研究，看看物质使用障碍的强制性驱动，这是一项研究第一次非常深入和全面地涉及强迫性喂养行为的相同方面。 从翻译的角度来看，本研究中使用的非凡多学科方法产生了一个非常令人兴奋的发现：强迫性糖消耗是由与生理，健康饮食不同的神经回路介导的。
在这项研究中，Tye和她的研究生Edward Nieh专注于VTA与控制喂养的外侧下丘脑（LH）之间的联系。 但是因为LH还控制着多种其他行为并且连接到多个其他大脑区域，所以还没有人分离出喂食和奖励处理电路。 在进入动物实验之前，Tye和Nieh首先在Gillian Matthews的帮助下确定并描述了连接到VTA的LH神经元，并记录了它们在脑切片中的天然活动。 电极在动物行为期间记录这些鉴定的神经元的活性。
小鼠天生喜欢蔗糖，就像人类喜欢富含糖的苏打水一样，因此Nieh训练小鼠在听到并看到提示后要在运送口寻找蔗糖。 在老鼠学会预测暗示的蔗糖奖励后，他大约一半时间随机扣留了奖励-令人失望。 在其他时候，这些老鼠出乎意料地得到了蔗糖奖励，却没有任何预示性的提示-这是一个惊喜。 期望与经验之间的这种差异称为奖励预测误差。
神经记录显示，一种与VTA相连的LH神经元仅在动物学会寻求蔗糖奖励后才变得活跃，无论它是否真正获得了奖励。 另一组LH神经元在接收到来自VTA的反馈后，编码对奖励或其遗漏的响应。
接下来，Nieh与Tye实验室的医学博士/博士生Stephen Allsop合作，对小鼠进行修饰，以使LH-VTA神经投射携带光敏感蛋白，该蛋白可以通过光脉冲激活或沉默神经元，这种方法称为光遗传学。 激活这些预测会导致强迫性吃蔗糖并增加饱食小鼠的暴饮暴食。 使该途径失活减少了类似于成瘾的强迫性蔗糖寻找，但并不能阻止饥饿的老鼠吃普通的食物。 Nieh说：“这令人兴奋，因为我们有记录数据来显示这种强迫性寻糖的过程，并且我们可以通过对神经回路进行非常精确的改变来驱动或抑制强迫行为。”
“成瘾研究人员假设，从行动到习惯再到强迫，是成瘾的形成途径，但是大脑中这种情况的确切发生地点和方式一直是个谜，”同时也是怀特海德职业发展助理教授的泰伊说。麻省理工学院的脑与认知科学系。 “现在我们有证据表明这种过渡在LH-VTA电路中得到体现。”
Nieh与Tye实验室的博士后Matthews合作，还表明LH神经元向VTA发送了兴奋性信号（谷氨酸）和抑制性信号（GABA）。 但是与预期相反的是，抑制信号而不是兴奋性信号触发了小鼠的摄食活动。 当单独激活GABA投射时，小鼠的行为异常奇特，the在笼子的底部，并模仿将食物块放在嘴里并咀嚼的动作。 （他们已经吃饱了，所以他们不饿。）“我们认为，谷氨酸能预测调节了GABA能预测的作用，指导什么是合适的，” Nieh说。 “两个组件必须协同工作才能获得有意义的进给信号。”
“这对于该领域非常重要，因为这是我们以前不知道的事情，”Bonci说，“并且有可能彻底改变我们对强迫性暴饮暴食的治疗方式。”
研究人员还描述了VTA中这些投影接收端的异质神经元。 LH神经元的每个子集与VTA中的产生多巴胺和GABA的神经元相连。 该实验室目前正在调查饲喂和蔗糖寻求行为如何根据目标神经元类型而不同。
这项研究是作为Tye的2013 NIH主任新研究者奖的一部分开始的，其长期目标是建立一种治疗肥胖症的新范例，该范例可用于其他神经精神疾病。 额外的资金来自多个公共和私人来源，包括Nieh的NSF研究生研究奖学金，综合神经系统奖学金以及学习和记忆神经生物学培训计划。 Pic N.Presbrey，Christopher A. Leppla，Romy Wichmann，Rachael Neve和Craig P. Wildes，Picower研究所的所有成员也为这项工作做出了贡献。
科学家们以前所未有的细节定义了负责过度食用的神经元
By Anna Azvolinsky | 一月29，2015
两个独立的研究小组已经确定了下丘脑中的神经元群体，这些神经元负责食物作为奖励刺激，但可能不需要刺激进食以求生存。 两组均于今日（1月29）公布了他们的研究结果 手机.
“这些大论文开始定义[下丘脑]的复杂性和异质性，以及可产生戏剧性行为结果的特定神经元组，” Ralph DiLeone耶鲁大学的神经生物学家没有参与这项工作。
使用光遗传学，神经科学家 Garret Stuber 在北卡罗来纳大学教堂山分校和他的同事发现，激活下丘脑外侧（LH）内的GABA能神经元导致小鼠更频繁地进食，而抑制这些神经元的活动则促使小鼠不要过量进食。 这些神经元与先前涉及进食和其他奖赏相关行为的LH中的其他神经元群体不同。 当这些神经元被遗传消融时，小鼠没有动力获得液体卡路里奖励。 科学家还通过将显微内窥镜植入LH并将微型荧光显微镜连接到动物的头部，在自由移动的小鼠中同时显示数百个单个GABA能神经元的钙信号。 钙成像显示不同的GABA能神经元群体在第一次尝试食物奖励时或当小鼠捅鼻子时 - 这是食物中感兴趣的迹象 - 但在两种活动中很少。
DiLeone说，体内钙成像使研究人员能够在更大规模的大脑特定区域读取神经元活动。 该技术是由 Mark Schnitzer在斯坦福大学的实验室。 “六年前，我们没有这些技术 - 遗传消融，光遗传学，体内成像，” 保罗菲利普斯华盛顿大学的神经科学家告诉记者 科学家。 “看到Stuber实验室如此干净地回答重要的神经科学问题，真是令人惊讶。”
LH的神经元是多种多样的，并且已知涉及与奖赏相关的行为，例如进食，饮酒和性行为。 但是，在这个大脑区域中对多种神经元亚群的表征在历史上一直是一个挑战。 “我们现在已经有超过30年的电刺激发现了，但是我们不知道[哪些神经元]我们在刺激，以及喂养相关的神经元是来自LH还是那些刚刚通过直到光遗传学技术的神经元变得可用，“说 罗伊怀斯，国家药物滥用研究所的一名神经科学家，他没有参与这项工作。
“神经科学领域的体内成像令人兴奋，因为它首次允许我们研究分子定义的神经元亚群内的活动模式，”Stuber补充说。
在由麻省理工学院神经科学家领导的第二项研究中 凯Tye，研究人员在连接LH和中脑腹侧被盖区（VTA）的回路中发现了两个截然不同的神经元种群，这以其奖励处理功能而闻名。 这项研究的共同作者说，尚不清楚这些LH-VTA预测中的神经元是否对糖本身有反应，或对糖的摄取反应。 爱德华聂赫，Tye实验室的研究生。 “现在我们知道有一些神经元亚群响应不同的线索 - 检索[糖]和[糖]本身。”
使用光遗传学技术的变体，该团队专门针对链接到VTA的LH中的神经元。 检查自由移动的老鼠，研究小组发现连接LH和VTA的神经元在寻求糖奖励的过程中被激活，与奖励是否获得无关。 在这些小鼠中，抑制该回路仅降低了强迫寻糖而非正常的摄食行为。 仅刺激该回路中的GABA能神经元产生了不寻常的行为：当没有食物存在时，动物在地板上啃咬或在笼子里留空。 并且刺激这些神经元也导致克服惩罚 - 电击的经典强迫行为 - 获得糖奖励，并增加强迫性暴饮暴食。
“我们可以减少强迫蔗糖寻求，但不影响他们的正常喂养，”聂说。 “这很重要，因为为了治疗强迫性饮食行为，我们只想停止不健康的饮食，保持正常的饮食完好无损。”
菲利普斯说：“对于喂养障碍以及药物滥用和赌博有明确的应用，因为它可能是激活这些行为的常见途径。”
在一封电子邮件中 科学家，Tye说，她的实验室正在努力更好地定义一个可以实时检测到的渴望的神经元特征，以制定干预措施，以便在它们开始之前阻止强迫性暴饮暴食和其他成瘾行为。
JH Jennings等人，“可视化下丘脑网络动力学的食欲和消化行为，” 手机，doi.org/10.1016/j.cell.2014.12.026,2015。
EH Nieh等人，“解码控制强迫性蔗糖寻求的神经回路”， 细胞， doi.org/10.1016/j.cell.2015.01.003,2015。
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