مطالعه موش های گرسنه، نور جدیدی را بر عصب شناسی بویایی و جذابیت غذا نشان می دهد. محققان مسیری را شناسایی کردند که باعث جذب بوی غذا نسبت به سایر نشانه های بویایی می شود.
حیوانات از حس بویایی خود برای پیمایش در دنیا استفاده می کنند – برای یافتن غذا ، بو کشیدن جفت و بوی خطر. اما وقتی حیوان گرسنه همزمان بوی غذا و جنس مخالف را استشمام می کند ، چه چیزی شام را به گزینه جذاب تری تبدیل می کند؟ دقیقاً چه چیزی در مورد بوی غذا وجود دارد که می گوید ، “من را انتخاب کن؟”
تحقیقات محققان در دانشکده پزشکی هاروارد ، نوروبیولوژی را که زمینه جذابیت مواد غذایی است ، روشن می کند و اینکه موش های گرسنه چگونه توجه به یک شی را در محیط خود نسبت به ماده دیگر انتخاب می کنند ، روشن می شود.
یک پژوهش
در یک سری آزمایشات ، محققان از یک مولکول سیگنالینگ به نام نوروپپتید-Y (NPY) ترشح شده توسط سلولهای عصبی تنظیم کننده گرسنگی در ناحیه ای از مغز معروف به تالاموس استفاده کردند که مجموعه ای از عملکردهای فیزیولوژیکی ، از جمله انتقال حسی به قشر مغز را تنظیم می کند.
لیبرلز ، استاد زیست شناسی سلولی در انستیتوی بلاواتنیک در HMS و محقق در انستیتوی پزشکی هاوارد هیوز گفت: “به نظر می رسد که سلولهای عصبی خاص از طریق انتشار یک انتقال دهنده عصبی به نام NPY در تالاموس” به حالت گرسنگی گوش می دهند “.
تصمیم گیری بین غذا و عشق
هوریو ، یک محقق فوق دکترا در آزمایشگاه لیبرلس ، گفت: “در موش ها ، بوی غذا و فرومون های جنسی جذاب است ، اما برای تحریک های مختلف فیزیولوژیکی مناسب هستند.” “این نشان می دهد که بوها مدارهای عصبی موازی را که بر اساس نیاز فیزیولوژیکی شکل گرفته اند فعال می کنند.”
موش ها باید به سمت بوی غذا یا بوی جنس مخالف می رفتند.
برای تعیین دقیق مسیری که موش را قادر به تصمیم گیری مبتنی بر نیاز می کند ، هوریو آزمایشی را ساخت. برای شروع ، او موش ها را در محفظه ای قرار داد که دارای دو درگاه بو بود: یکی که بوی غذای موش را منتشر می کند و دیگری فرمون های ترشح شده از موش از جنس مخالف.
هوریو مدت زمانی را که موش بیش از هر درگاه متوقف کرده است ، یادداشت کرد.
دانشمندان مشاهده کردند موشهایی که از قبل سیر شده بودند هر دو بوی غذا و فرومون ها به طور مشابه جذاب هستند ، اما موشهای گرسنه علاقه زیادی به بوی غذا دارند. موشهای تغذیه شده ای که قبلاً در معرض همسر بالقوه قرار گرفته بودند ، ترجیح مشخصی برای فرمونهای جنسی نشان می دادند ، در حالی که موشهای گرسنه این کار را نکردند. چرا گرسنگی انتخاب را تغییر داد؟
روشن کردن شیمی جذب مواد غذایی
نورون های موجود در هیپوتالاموس ، یک غده کوچک بادامی شکل که در اعماق مغز دفن شده است ، مولکولی منتشر می کنند که به آن پپتید مربوط به آگوتی (AGRP) می گویند. شناخته شده است که این نورون ها محرک غذا هستند.
محققان برای مطالعه تأثیر نورونهای ترشح کننده AGRP ، از تکنیک معروف به اپتوژنتیک استفاده کردند که به دانشمندان امکان می دهد نورونها را با استفاده از نور روشن و خاموش کنند. این آزمایشات نشان داد که حتی در حیواناتی که تغذیه می شوند ، فعال سازی سلولهای عصبی AGRP موشها را برای بررسی بوی مواد غذایی سوق می دهد که گویا آنها از بین رفته اند.
سلول های عصبی AGRP دارای شاخه هایی هستند که به طور گسترده ای وجود دارند ، بنابراین محققان تعجب کردند که کدام مناطق مغز تحریک می شوند. آزمایش های بیشتر نشان داد که چندین ترمینال عصبی AGRP در سراسر مغز فعال شده اند ، اما فقط ترمینال های واقع در منطقه ای معروف به تالاموس پیش بطنی ، ترجیح بوی غذا را تغییر دادند.
وقتی این کار را کردند ، موش هایی که گرسنه نبودند جذب غذا می شوند. برعکس ، خاموش کردن پیش بینی های AGRP در این منطقه از تالاموس باعث کاهش جذب بوی غذا در موش های گرسنه می شود.
لیبرلس گفت: “این مشاهدات باعث شد ما به این باور برسیم که تحریک مداوم سلولهای عصبی AGRP که در هنگام روزه داری اتفاق می افتد با علامت گذاری مداوم سلولهای عصبی پایین دست ، جذب بوی غذا را افزایش می دهد.” وقتی این کار را می کنیم ، موش هایی که گرسنه نبود غذا را جذب می کند. پیش بینی می شود ، خاموش کردن AGRP در این منطقه از تالاموس باعث می شود غذای شما در موش های گرسنه کاهش یابد.
مانع نهایی این بود که مشخص شود آیا از سه انتقال دهنده عصبی اصلی که توسط سلولهای عصبی AGRP – AGRP ، NPY و GABA منتشر شده اند ، برای جذب بوی وابسته به گرسنگی مورد نیاز است یا خیر ، کدام یک از اینها لازم است.
برای فهمیدن این موضوع ، لیبرلز و هوریو آزمایش ها را با سه گروه موش تکرار کردند – هر کدام اصلاح ژنتیکی شده اند تا فاقد یکی از این انتقال دهنده های عصبی باشد.
چه چیزی ما را به سمت غذا می کشاند؟
موش های گرسنه فاقد AGRP و GABA همچنان جذب بوی غذا می شوند. با این حال ، حیوانات گرسنه ای که فاقد NPY بودند دیگر بیش از آنچه به فرومون ها جذب می شدند ، جذب بوی غذا می شدند. موش های ناک اوت NPY ، چه شکم آنها پر باشد یا نه ، سطح جذب کمتری نسبت به بوی غذا را با قیاس با جذب فرمون حفظ کردند.
علاوه بر این ، موش های فاقد گیرنده NPY خاص ، NPY5R ، جذب وابسته به گرسنگی را نیز نسبت به بوی غذا از دست دادند.علاوه بر این ، پس از قرار گرفتن در معرض همسر ، موش های فاقد NPY بیش از مواد غذایی به فرمون ها جذب می شوند ، این یافته نشان می دهد مکانیسم های دیگری به غیر از NPY در غلغلک دادن واکنش بویایی به فرمون ها نقش دارند.
این مطالعه نشان می دهد که وضعیت گرسنگی آبشار سیگنالینگ پیچیده ای را ایجاد می کند که با اشتها آور شدن عطرهای غذایی ، حیوانات را
به سمت تغذیه سوق می دهد و غذا را به گزینه جذاب تری نسبت به سایر گزینه ها تبدیل می کند.
آزمایش ها نشان می دهد که سیگنال های متحد کننده در این آبشار NPY و گیرنده آن NPY5R هستند. با حرکت به جلو ، تحقیقات آینده نحوه عملکرد NPY را در برخی از مدارهای بویایی بررسی می کند اما در برخی دیگر چنین نیست و چگونه حیوانات می توانند غذاها را با بوی خاصی مرتبط کنند.
لیبرلز گفت: “به نظر می رسد انتقال دهنده های عصبی مختلف به عنوان نورافکن سایر تحریک های رفتاری عمل می کنند ، تالاموس به عنوان تابلویی عمل می کند که بر اساس نیاز فیزیولوژیکی ترجیحی به ورودی های حسی می دهد.”
سید مهدی ساداتی هستم. عاشق مغز! داروساز و دانشجوی دکترای تخصصی علوم اعصاب. عضو تیم مرکز سلامت مغز دانا! از علاقه هام شناسوندن کارایی های هیجان انگیز مغز به زبان ساده به آدمهاست! جست و جو می کنم در افسردگی، داروهای موثر بر مغز و سایر بیماری های حوزه ی روان و البته نوروپلاستیسیتی!