Питание и пищевое поведение – один из важнейших аспектов жизни любого животного. При изучении поведенческих реакций мышей ученые обнаружили ранее неизвестные детали регуляции поведения, связанного с поиском и приемом пищи, которые могут иметь практическое значение для человека
Поиск пищи включает в себя разведку окружающего пространства, изучение потенциальных пищевых объектов или преследование добычи, а завершается трапезой. Такое поведение регулируется в основном самыми эволюционно древними областями головного мозга, включая гипоталамус, лимбическую систему, ретикулярную формацию ствола и передние отделы коры больших полушарий.
Исследователи из США и Бразилии, изучавшие реакции страха на примере лабораторных мышей, случайно обнаружили неизвестный ранее участок мозгового ствола, участвующий в регуляции пищевого поведения. Ученые исследовали область, называемую околоводопроводное серое вещество (periaqueductal gray, PAG), про которую было выявлено, что ее активация вызывает как у мышей, так и у людей острую паническую реакцию. Однако при выборочной стимуляции одного из кластеров нейронов PAG – клеток vgat PAG – животные неожиданно начали демонстрировать вместо страха стремление к поиску и поеданию пищи.
В дальнейших экспериментах исследователи использовали для активации vgat PAG методы оптогенетики, позволяющие активировать определенные клетки с помощью световой стимуляции. В результате такой активации животные начинали энергичнее исследовать окружающую среду, а при предъявлении различных типов стимулов –оперативно действовать: бегать за мячиками, бросаться в погоню за живыми сверчками или поедать неподвижные пищевые объекты.
При этом мыши отдавали предпочтение более жирной и вкусной пище, т.е. менее здоровой. К примеру, они выбирали шоколад, а не морковь – вероятно, нервная цепь, связанная с кластером vgat PAG, вызывает тягу к высококалорийным продуктам. Более того, мыши с активированными клетками vgat PAG, даже будучи сытыми, были готовы терпеть удары током по лапам, лишь бы добраться до грецких орехов. При этом в обычной ситуации мыши, не испытывающие голода, предпочитают избегать неприятных ощущений. В других экспериментах, где активность клеток vgat PAG подавлялась, мыши, напротив, потребляли меньше корма, даже если были очень голодны.
Результаты этой работы показали, что, хотя нейроны PAG относятся к «низшим» мозговым структурам, они, судя по всему, играют свою роль в организации мотивационных систем, которые влияют как на защитные (связанные со страхом), так и на пищевые реакции.
Что касается человека, то у людей и мышей мозговой ствол функционально схож: у нас тоже есть клетки vgat PAG и они могут работать аналогичным образом. Возможно, гиперактивация именно этого контура вызывает склонность к нездоровой пище или компульсивное переедание, характеризующееся рецидивирующими эпизодами поедания большого объема пищи, а ослабление работы кластера способствует развитию анорексии. И новые знания могут помочь в понимании расстройств пищевого поведения у человека и в разработке методов их терапии.
Публикации по теме:
«Википедия мозга» против слабоумия, психических заболеваний и мозговых «катастроф»
Тяжелая ноша. Ожирение как медицинская проблема
Фото: https://www.goodfon.ru