Представьте, что мы могли бы перестроить наш мозг так, чтобы вкусы, которые мы обычно жаждали, стали неприятными - или даже аннулировать ответы на вкус полностью. Новое исследование группы во главе с нейробиологом Чарльзом Цукером из Института Цукермана Колумбийского университета предполагает, что это возможно. Исследование показывает, что мозг запрограммирован на выработку ответов на конкретные вкусы, и возникающие в результате чувства удовольствия или отвращения отделяются от качеств вкусов, которые позволяют нам их идентифицировать. Знание этой схемы может в конечном итоге позволить ученым «отключить» тягу к сладкому, изменяя или блокируя эти реакции. 🍭
Группа Цукера ранее показала, что рецепторы на языке, которые реагируют на один из пяти вкусов - сладкий, горький, соленый, кислый и умами, - посылают сигналы в определенные части коры, наиболее удаленную область мозга, отвечающую за более высокие когнитивные функции. Различные области вкуса, или вкусовые, коры получают от разных типов рецепторов, создавая выделенные области для каждого вкуса. Непосредственная стимуляция этих нейронов с помощью светочувствительных белков, активированных через волоконно-оптические кабели - метод, называемый оптогенетикой, - заставляет мышей вести себя так, как будто они испытывают определенные вкусы, «Просто активируйте несколько сотен клеток в горькой коре, и животное не только думает, что оно горько на вкус, но и выполняет все связанные с этим действия, включая рвоту, чистку рта и так далее», - говорит Цукер. «Сообщение от этого было вкусом действительно в вашем мозгу». 🍭
Нервные проекции из сладкой (зеленой) и горькой (красной) коры заканчиваются на различных мишенях миндалины в мозге мышей. Кредит: Ли Ван, Zuker Lab и Колумбийский институт Цукермана 🍭
Новое исследование , опубликованное в среду Nature, опирается на эти выводы, чтобы углубиться в схему вкуса мозга. Исследователи генетически сконструировали мышей для выработки флуоресцентных белков в нейронах - зеленого в сладкой коре, красного в горькой коре. Затем они проследили связи, исходящие из этих клеток в другие регионы. Они были особенно заинтересованы в миндалине, структуре мозга, вовлеченной в обработку эмоций и присвоение положительных или отрицательных значений или валентности, для сенсорного ввода. 🍭
Специализация в различных областях коры была замечательно сохранена - сладкие клетки соединялись в основном с областью, называемой передней базолатеральной миндалиной, в то время как горькие клетки в основном связаны с центральной миндалиной. «Это элегантное исследование дает новое понимание архитектуры положительной и отрицательной валентности вкуса», - говорит нейробиолог Кей Тай.Института обучения и памяти Пикауэра в Массачусетском технологическом институте, который не принимал участия в исследовании. «Разделение сладких и горьких [связей] между различными ядрами миндалины было ошеломляющим» 🍭 .
Сладкий по своей природе является привлекательным вкусом, который вызывает аппетит (например, осыпание целыми шоколадными пирожными), тогда как горький по своей природе неприятен. «Горький вкус обычно сигнализирует о ядах, в то время как сладкий вкус обычно указывает на калорийную пищу», - говорит Тай. м
Исследователи пришли к выводу, что выявленные ими связи могут лежать в основе роли миндалины в назначении валентности на вкусы, что затем определяет поведение. Чтобы проверить это, они использовали optogenetics, чтобы сделать или сладкие или горькие связи в миндалинах мышей, активирующихся в ответ на свет. Включение сладких связей заставляло мышей предпочитать клетку, тогда как те, у кого были активированные горькие соединения, избегали этого. Эксперимент, в котором свет включал сладкую цепь, когда мыши пили воду, заставлял животных неистово пить, тогда как горькие соединения подавляли питье. 🍭
Активации клеток в миндалинах мышей было достаточно, чтобы сделать нейтрально дегустирующую воду привлекательной или отвращающей. Затем команда задалась вопросом, можно ли перевесить ответы, обычно вызываемые привлекательным или отвратительным вкусом. Чтобы исследовать, они давали мышам горький химикат (хинин) или сладкий раствор (искусственный подсластитель AceX), а затем контролировали питьевое поведение, активируя их миндалевидные соединения. Активация сладких соединений заставляла мышей пить хинин пить больше, активация горьких превращала обычно привлекательный сладкий вкус в ужасный. Эти результаты показывают, что миндалина имеет решающее значение для определения валентности вкусов. «Это уникальный пример жестко заданной схемы, которая эволюционно, скорее всего, удовлетворяла простому требованию, - говорит Цукер 🍭
Исследователи выдвинули гипотезу о том, что, если разные области мозга ответственны за навязывание разных признаков вкуса, их можно отделить друг от друга. «Мы подумали, что вкус сладости должен быть приятным», - говорит Цукер. «С другой стороны, я должен быть в состоянии дать вам горький вкус - и вы знаете, что вы пробуете что-то горькое, но полностью игнорируете его врожденные отвращающие черты». Чтобы провести расследование, они провели еще одну серию экспериментов.в которых они блокировали миндалевидную деятельность, генетически или с наркотиками. 🍭
«Понравилась статья? Жми палец вверх! Тебе не сложно, нам приятно»