Нейробиологи из Института биологического интеллекта Общества Макса Планка выявили механизм, с помощью которого мозг контролирует базовые потребности в еде и питье. Ученые обнаружили специализирующиеся на жажде и голоде группы функциональных нервных клеток в миндалевидном теле — области мозга, традиционно связываемой с эмоциями и принятием решений, пишет «Хайтек».
В процессе исследования ученые впервые обнаружили «нейроны жажды». «Когда мы активировали эти нейроны, мыши начинали пить больше, а при подавлении их активности — меньше», — объясняет Федерика Фермани, соавтор исследования. Интересно, что рядом с ними обнаружили другую группу клеток: они также участвуют в контроле жажды, но одновременно влияют и на чувство голода.
Для эксперимента нейробиологи использовали оптогенетику: активностью нейронов управляли с помощью светочувствительных белков и лазера. Это дало возможность точно отслеживать, как включение и выключение конкретных нейронов влияет на поведение животных. Кроме того, ученые разработали методику отслеживания отдельных нейронов в разных областях мозга, что помогло построить карту их связей с другими нервными структурами.
Картирование нейронных путей показало, что описанные клетки взаимодействуют с зонами, отвечающими за обработку сенсорной информации о воде и еде, включая парабрахиальный комплекс. В одном из экспериментов ученые добились поразительного результата: после стимуляции определенных нейронов в момент потребления неприятного на вкус напитка мыши начинали воспринимать его как любимый.
«Такие базовые потребности, как голод и жажда, помогают нам есть и пить в нужный момент — это критически важно для получения организмом необходимых жидкостей и питательных веществ. Однако эти же цепи могут приводить как к перееданию, так и к недоеданию, в зависимости от поступающих сигналов», — рассказал Рюдигер Кляйн, профессор Института биологического интеллекта Общества Макса Планка
Поскольку строение миндалевидного тела у мышей и человека имеет значительное сходство, открытие может улучшить понимание того, как эмоции влияют на пищевое поведение. Исследование поднимает вопросы о взаимодействии аппетита, жажды и эмоционального состояния, а также о нейронных механизмах, которые лежат в основе ожирения, анорексии и зависимостей.
Ученые планируют изучить, как мозг уравновешивает конкурирующие потребности и как патологии пищевого поведения нарушают работу выявленных нейронных цепей. Эти данные пригодятся для поиска новых подходов к терапии расстройств, связанных с нарушением аппетита и зависимостями.