Het voedselzoekcircuit van de hersenen negeert hongersignalen

samenvatting: Onderzoekers hebben bij muizen een hersencircuit geïdentificeerd dat hen ertoe aanzet naar voedsel te zoeken, zelfs als ze geen honger hebben, waarbij ze zich richten op een specifieke groep cellen in het periaqueductale grijs (PAG) in de hersenstam. Deze ontdekking benadrukt hoe het stimuleren van deze cellen muizen ertoe aanzet de voorkeur te geven aan calorierijk voedsel en voedselzoekend gedrag te vertonen, ongeacht de honger.

De studie suggereert dat mensen vergelijkbare cellen hebben, wat potentiële nieuwe inzichten biedt in eetstoornissen. Door de activiteit van deze cellen te manipuleren, hebben onderzoekers het vermogen aangetoond om het voedselzoekgedrag bij muizen te verhogen of te verlagen, wat wijst op mogelijke toekomstige behandelingen voor dwangmatig eten en anorexia bij mensen.

Belangrijkste feiten:

1. Specifieke hersencellen sturen de zoektocht naar voedsel: De onderzoekers ontdekten dat stimulatie van Vgat PAG-cellen bij muizen leidt tot voedselzoekgedrag, zelfs als er geen honger is, wat het onderscheid benadrukt tussen de wens om calorierijk voedsel te eten en daadwerkelijke honger.
2. Effecten van eetstoornissen: De aanwezigheid van vergelijkbare cellen bij mensen suggereert dat overactiviteit of onderactiviteit in dit hersencircuit zou kunnen bijdragen aan aandoeningen zoals dwangmatig eten en anorexia, waardoor het een potentieel doelwit voor behandeling wordt.
3. Dwangmatig eten van calorierijk voedsel: Muizen die door deze cellen werden geactiveerd, vertoonden een voorkeur voor vet en suikerrijk voedsel boven gezonde opties, wat erop wijst dat het circuit een rol speelt in de wens om zeer heilzaam voedsel te eten.

bron: universiteit van Californië

Mensen die kort na het eten van een vullende maaltijd in de koelkast naar een tussendoortje zoeken, hebben mogelijk overactieve voedselzoekende neuronen, en geen overmatige eetlust.

Psychologen van de UCLA hebben een circuit ontdekt in de hersenen van muizen waardoor ze hunkeren naar voedsel, zelfs als ze geen honger hebben. Wanneer ze worden gestimuleerd, zet deze groep cellen muizen aan om agressief naar voedsel te zoeken en de voorkeur te geven aan vette, smakelijke voedingsmiddelen zoals chocolade boven gezond voedsel zoals wortels.

Mensen hebben dezelfde celtypen, en als deze ontdekking bij mensen wordt bevestigd, zou deze ontdekking nieuwe manieren kunnen bieden om eetstoornissen te begrijpen.

Het rapport gepubliceerd in het tijdschrift NatuurcommunicatieHij was de eerste die cellen vond die zich toelegden op het foerageren in een deel van de hersenstam van muizen dat normaal gesproken geassocieerd wordt met paniek, maar niet met eten.

“Dit gebied dat we bestuderen wordt het periaqueductale grijs (PAG) genoemd, en het bevindt zich in de hersenstam, wat erg oud is in de evolutionaire geschiedenis en om deze reden is het functioneel vergelijkbaar tussen mensen en muizen”, zei de overeenkomstige auteur Avishek Adhikari. , universitair hoofddocent psychologie aan de Universiteit van Californië.

“Hoewel onze bevindingen verrassend waren, is het logisch dat foerageren geworteld zou zijn in dit oude deel van de hersenen, omdat foerageren iets is dat alle dieren moeten doen.”

Adhikari onderzoekt hoe angst en ongerustheid dieren helpen risico's in te schatten en de blootstelling aan bedreigingen te verminderen. Zijn groep deed deze ontdekking terwijl ze probeerden te achterhalen hoe deze specifieke plek betrokken was bij angst.

“Het activeren van de hele PAG-regio veroorzaakt een dramatische paniekreactie bij zowel muizen als mensen”, zegt Adhikari. “Maar toen we selectief deze specifieke groep PAG-neuronen stimuleerden, genaamd vgat PAG-cellen, veranderde dit de angst niet, maar veroorzaakte het een zoektocht. Over eten en voeding.

De onderzoekers injecteerden een genetisch gemodificeerd virus in de hersenen van muizen om de hersencellen een lichtgevoelig eiwit te laten produceren. Wanneer een laser via een optische vezelimplantaat op cellen schijnt, vertaalt het nieuwe eiwit dit licht in elektrische neurale activiteit in de cellen. Aan de Universiteit van Californië werd een kleine microscoop ontwikkeld en op de kop van een muis gemonteerd, waarmee de neurale activiteit van de cellen werd geregistreerd.

Wanneer ze werden gestimuleerd met laserlicht, schoten en schopten vgat-PAG-cellen de muis in de achtervolging van levende kakkerlakken en niet-prooivoer, zelfs als de muis net een grote maaltijd had gegeten. De stimulatie zette de muis er ook toe aan om bewegende objecten te achtervolgen die geen voedsel waren – zoals pingpongballen, ook al probeerde hij ze niet op te eten – en het zette de muis er ook toe aan om zelfverzekerd alles in zijn verblijf te verkennen.

“De resultaten suggereren dat het volgende gedrag eerder verband houdt met hunkering dan met honger,” zei Adhikari.

“Honger is iets aversiefs, wat betekent dat muizen normaal gesproken geen hongergevoel zouden hebben als ze dat konden. Maar ze zijn op zoek naar activering van deze cellen, wat erop wijst dat het circuit geen honger veroorzaakt. In plaats daarvan denken we dat dit circuit hunkering naar calorierijke voeding veroorzaakt.” Zeer calorierijk en zeer lonend. Deze cellen kunnen ervoor zorgen dat de muis meer calorierijk voedsel eet, zelfs als er geen honger is.

Muizen met geactiveerde vgat-PAG-cellen hadden vaker behoefte aan vet voedsel en waren bereid voetschokken te ondergaan om dit te krijgen, iets wat hele muizen doorgaans niet doen. Omgekeerd, toen de onderzoekers een virus injecteerden dat was ontworpen om een ​​eiwit te produceren dat cellen inactiveert onder blootstelling aan licht, aten de muizen minder, zelfs als ze erg hongerig waren.

“Muizen vertonen dwangmatig eten in aanwezigheid van onmiddellijke aversieve gevolgen wanneer dit circuit actief is, en ze zoeken niet naar voedsel, ook al hebben ze honger als het niet actief is”, zegt Fernando Reyes, een postdoctoraal onderzoeker aan de UCLA, die de meeste onderzoeken heeft uitgevoerd. van de experimenten in het artikel en concludeerde het onderzoek. Op het idee om dwangmatig eten te bestuderen: “Dit circuit kan de normale hongerdruk omzeilen die verband houdt met hoe, wat en wanneer te eten.”

“We voeren nieuwe experimenten uit op basis van deze bevindingen en weten dat deze cellen de inname van vet en suikerhoudend voedsel, maar niet van groenten, bij muizen stimuleren, wat erop wijst dat dit circuit de inname van junkfood zou kunnen verhogen.”

Net als muizen hebben mensen ook vgat-PAG-cellen in de hersenstam. Het is mogelijk dat als dit circuit bij een persoon overactief is, hij zich meer beloond voelt bij het eten of naar voedsel verlangt als hij geen honger heeft. Omgekeerd, als dit circuit niet actief genoeg is, hebben ze mogelijk minder plezier in eten, wat kan bijdragen aan anorexia. Als het voedselzoekcircuit bij mensen wordt aangetroffen, zou het een behandeldoel kunnen worden voor sommige soorten eetstoornissen.

Financiering: Het onderzoek werd ondersteund door het National Institute of Mental Health, de Brain and Behavior Research Foundation en de National Science Foundation.

Over hongeronderzoek en neurowetenschappelijk nieuws

auteur: Holly Uber
bron: universiteit van Californië
communicatie: Holly Ober – Universiteit van Californië
afbeelding: Afbeelding toegeschreven aan Neuroscience News

Originele zoekopdracht: Vrije toegang.
“De voeding wordt gecontroleerd door een bottom-up-pad in de middenhersenen“Door Avishek Adhikari et al. Natuurcommunicatie

een samenvatting

De voeding wordt gecontroleerd door een bottom-up-pad in de middenhersenen

Het onderzoek en het foerageren dat tot voedselconsumptie leidt, is van cruciaal belang, maar wordt nog niet goed begrepen. Omdat GABAerge inputs voor het laterale en ventrolaterale grijze (l/vlPAG) dergelijk gedrag controleren, hebben we de rol ontleed van GABAerge l/vlPAG-cellen die vgat tot expressie brengen bij exploratie, foerageren en jagen.

Hier laten we zien dat vgat l/vlPAG-cellen in muizen coderen voor de benadering van voedsel en consumptie van zowel levende prooien als niet-prooivoedsel. De activiteit van deze cellen is noodzakelijk en voldoende om het foerageren te stimuleren, wat leidt tot daaropvolgende consumptie.

Activering van vgat l/vlPAG-cellen leidt tot verkennend foerageren en dwangmatig eten zonder het defensieve gedrag te veranderen. Bovendien zijn l/vlPAG vgat-cellen bidirectioneel verbonden met verschillende voedings-, verkennings- en sonderende knooppunten, inclusief de incerta. Opvallend genoeg controleert de vgat l/vlPAG-projectie naar de incerta de aanpak van voedsel dat tot consumptie leidt in twee richtingen.

Deze gegevens suggereren dat de PAG niet alleen een stroomafwaarts doelwit is van top-down exploratie en foerageergerelateerde input, maar dit gedrag ook beïnvloedt via een bottom-up traject.