Активируя или деактивируя с помощью света лазера определенные связи между нейронами головного мозга, ученые принудили подопытных сытых грызунов продолжать потреблять пищу. Подобное воздействие, приложенное к другим нейронным связям, заставило крайне голодных грызунов отказаться от предложенной пищи. Такая точная идентификация групп нервных клеток, ответственных на контроль аппетита и процессов, связанных с пищеварением, позволит ученым глубже проникнуть в таны работы мозга и найти более эффективные пути лечения таких расстройств, как анорексия и ожирение.
«В ходе своих исследований мы обнаружили новые типы нервных клеток и связей между ними, о существовании которых мы даже и не предполагали» – рассказывает Сет Блэкшоу (Seth Blackshaw), ученый-нейробиолог из Университета имени Джона Хопкинса (Johns Hopkins University) в Балтиморе, – «Это является еще одной недостающей частью загадки о работе головного мозга в целом».
Ученые во главе с Джошуа Дженнингсом (Joshua Jennings) и Гарретом Стубером (Garret Stuber) из университета Северной Каролины (University of North Carolina) вырастили подопытных грызунов, модифицированных на генном уровне так, что их нервные клетки и связи между ними, синапсы, стали чувствительны к свету.
Когда свет лазера, определенной длины волны и мощности, освещал выбранные участки нервных тканей мозга, клетки этих тканей или активировались или, наоборот, оставались в неактивном состоянии, несмотря на другие раздражающие факторы. Эти нервные клетки, о которых сейчас идет речь, находятся в области мозга, называемой Bed Nucleus of the Stria Terminalis (BNST).
Некоторые из синапсов этих нейронов достигают гипоталамуса, части мозга, которая играет большую роль в процессах потребления пищи и пищеварения.
Когда лазер активировал нейроны в области BNST, подопытные животные моментально «стали голодными», жадно потребляя их пищу.
«Стоит только включить свет лазера, грызуны начинают жадно есть, не останавливаясь, пока свет лазера не будет выключен» – рассказывает Гаррет Стубер, – «Совершенно противоположное поведение грызуны продемонстрировали при воздействии на другие участки BNST мозга. Невзирая на сильный голод, они даже не притронулись к пище».
Исследователи не знают, что произошло бы с животными при длительном воздействии на их мозг, вполне вероятно, что они объелись бы до грани болезненных ощущений или истощились до самого предела, за которым неизбежно наступает смерть. К счастью для подопытных грызунов интересы ученых не были столь «кровожадными», время одного воздействия с помощью лазерной технологии, называемой оптогенетикой, производилось в течение максимум 20 минут.
Более длительное воздействие светом лазера, или применение препарата, оказывающего подобное воздействие, считают ученые, может привести к необратимым изменениям в аппетите, что повлечет за собой изменения массы тела в ту или иную сторону.
«Реализованный нами уровень контроля за процессами питания млекопитающих животных подтверждает тот факт, что некоторые расстройства связаны со "спутыванием» сигналов некоторых систем головного мозга« – рассказывает Стубер, – "До этого мы все считали, что расстройства, такие как анерексия и ожирение, связаны с расстройствами метаболизма и другими процессами, а теперь становится ясно, что за все это в ответе только мозг. И зная эти факты, теперь мы можем разработать новые крайне эффективные методы и новые лекарственные препараты для борьбы с подобными расстройствами и заболеваниями».
- Источник:
1. dailytechinfo.org
2. Science News
