Sirkuit pencarian makanan di otak mengesampingkan sinyal rasa lapar

ringkasan: Para peneliti telah mengidentifikasi sirkuit otak pada tikus yang mendorong mereka untuk mencari makanan bahkan ketika mereka tidak lapar, dengan fokus pada kelompok sel tertentu di periaqueductal grey (PAG) di batang otak. Penemuan ini menyoroti bagaimana stimulasi sel-sel ini mendorong tikus untuk memilih makanan berkalori tinggi dan melakukan perilaku mencari makanan, terlepas dari rasa lapar.

Studi tersebut menunjukkan bahwa manusia memiliki sel serupa, sehingga menawarkan potensi wawasan baru mengenai gangguan makan. Dengan memanipulasi aktivitas sel-sel ini, para peneliti menunjukkan kemampuan untuk meningkatkan atau menurunkan perilaku mencari makanan pada tikus, menunjukkan potensi pengobatan di masa depan untuk makan kompulsif dan anoreksia pada manusia.

Fakta-fakta kunci:

1. Sel-sel otak tertentu mendorong pencarian makanan: Para peneliti menemukan bahwa stimulasi sel Vgat PAG pada tikus mengarah pada perilaku mencari makanan, bahkan saat tidak ada rasa lapar, menyoroti perbedaan antara keinginan untuk makan makanan berkalori tinggi dan rasa lapar yang sebenarnya.
2. Dampak gangguan makan: Kehadiran sel serupa pada manusia menunjukkan bahwa aktivitas berlebihan atau kurang aktivitas di sirkuit otak ini dapat berkontribusi terhadap gangguan seperti makan kompulsif dan anoreksia, sehingga menjadikannya target pengobatan yang potensial.
3. Makan makanan berkalori tinggi secara kompulsif: Tikus yang diaktifkan oleh sel-sel ini menunjukkan preferensi terhadap makanan berlemak dan bergula dibandingkan makanan sehat, menunjukkan adanya peran sirkuit dalam keinginan untuk mengonsumsi makanan yang sangat bermanfaat.

sumber: Universitas California

Orang yang mencari camilan di lemari es segera setelah makan makanan mengenyangkan mungkin memiliki neuron pencari makanan yang terlalu aktif, bukan nafsu makan yang berlebihan.

Psikolog UCLA telah menemukan sirkuit di otak tikus yang membuat mereka mendambakan dan mencari makanan, bahkan saat mereka tidak lapar. Ketika distimulasi, kelompok sel ini akan mendorong tikus untuk mencari makanan secara agresif dan lebih memilih makanan berlemak dan nikmat seperti coklat dibandingkan makanan sehat seperti wortel.

Manusia memiliki tipe sel yang sama, dan jika dikonfirmasi pada manusia, penemuan ini dapat menawarkan cara baru untuk memahami gangguan makan.

Laporan tersebut dimuat di majalah Komunikasi AlamDia adalah orang pertama yang menemukan sel-sel yang didedikasikan untuk mencari makan di bagian batang otak tikus yang biasanya dikaitkan dengan rasa panik, tetapi tidak dengan makan.

“Area yang kami pelajari ini disebut periaqueductal grey (PAG), dan berada di batang otak, yang sangat kuno dalam sejarah evolusi dan karena alasan ini, secara fungsional mirip antara manusia dan tikus,” kata penulis Avishek Adhikari. , profesor psikologi di University of California.

“Meskipun temuan kami mengejutkan, masuk akal bahwa mencari makan berakar pada bagian otak kuno ini, karena mencari makan adalah sesuatu yang perlu dilakukan semua hewan.”

Adhikari mempelajari bagaimana ketakutan dan kecemasan membantu hewan mengevaluasi risiko dan mengurangi paparan terhadap ancaman, dan kelompoknya membuat penemuan ini ketika mencoba mencari tahu bagaimana tempat tertentu terlibat dalam ketakutan.

“Mengaktifkan seluruh wilayah PAG menyebabkan respons panik yang dramatis pada tikus dan manusia,” kata Adhikari. “Tetapi ketika kami secara selektif menstimulasi kelompok neuron PAG khusus yang disebut sel vgat PAG, hal itu tidak mengubah rasa takut, melainkan menyebabkan pencarian. .” Tentang pangan dan gizi.

Para peneliti menyuntikkan virus hasil rekayasa genetika ke dalam otak tikus untuk membuat sel-sel otak menghasilkan protein peka cahaya. Ketika laser menyinari sel melalui implan serat optik, protein baru menerjemahkan cahaya ini menjadi aktivitas saraf listrik di dalam sel. Sebuah mikroskop kecil dikembangkan di Universitas California dan dipasang di kepala tikus, merekam aktivitas saraf sel.

Ketika distimulasi dengan sinar laser, sel-sel PAG vgat menembak dan menendang tikus untuk mengejar kecoak hidup dan makanan non-mangsa, meskipun tikus tersebut baru saja makan dalam porsi besar. Stimulasi tersebut juga mendorong tikus untuk mengejar benda bergerak yang bukan makanan – seperti bola pingpong, meskipun ia tidak mencoba memakannya – dan juga mendorong tikus untuk dengan percaya diri menjelajahi segala sesuatu di dalam kandangnya.

“Hasilnya menunjukkan bahwa perilaku berikut ini lebih terkait dengan nafsu makan, bukan rasa lapar,” kata Adhikari.

“Lapar adalah hal yang tidak menyenangkan, artinya tikus biasanya menghindari rasa lapar jika mereka bisa. Tapi mereka mencari aktivasi sel-sel ini, yang menunjukkan bahwa sirkuit ini tidak menyebabkan kelaparan. Sebaliknya, kami pikir sirkuit ini menyebabkan keinginan untuk makan makanan berkalori tinggi. makanan.” Sangat berkalori tinggi dan sangat bermanfaat. Sel-sel ini dapat membuat tikus makan lebih banyak makanan berkalori tinggi bahkan tanpa rasa lapar.

Tikus yang diberi suplemen dengan sel-sel PAG vgat aktif lebih sering mendambakan makanan berlemak dan bersedia menanggung guncangan kaki untuk mendapatkannya, sesuatu yang biasanya tidak dilakukan oleh tikus utuh. Sebaliknya, ketika para peneliti menyuntikkan virus yang dirancang untuk menghasilkan protein yang menonaktifkan sel-sel di bawah paparan cahaya, tikus-tikus tersebut makan lebih sedikit, meskipun mereka sangat lapar.

“Tikus menunjukkan pola makan kompulsif dengan adanya konsekuensi yang tidak menyenangkan saat sirkuit ini aktif, dan mereka tidak mencari makanan meskipun mereka lapar saat sirkuit tidak aktif,” kata Fernando Reyes, peneliti pascadoktoral di UCLA, yang melakukan sebagian besar penelitian. dari eksperimen di makalah dan menyimpulkan penelitian. Terhadap gagasan mempelajari pola makan kompulsif: “Sirkuit ini dapat menghindari tekanan rasa lapar alami yang berkaitan dengan bagaimana, apa, dan kapan kita makan.”

“Kami melakukan eksperimen baru berdasarkan temuan ini dan mengetahui bahwa sel-sel ini merangsang asupan makanan berlemak dan bergula, tetapi tidak pada sayuran, pada tikus, menunjukkan bahwa sirkuit ini dapat meningkatkan asupan junk food.”

Seperti tikus, manusia juga memiliki sel vgat PAG di batang otak. Ada kemungkinan jika sirkuit ini terlalu aktif pada seseorang, mereka akan merasa lebih dihargai saat makan atau mendambakan makanan saat tidak lapar. Sebaliknya, jika sirkuit ini tidak cukup aktif, kesenangan makan mereka mungkin berkurang, sehingga dapat menyebabkan anoreksia. Jika ditemukan pada manusia, sirkuit pencarian makanan bisa menjadi target pengobatan untuk beberapa jenis gangguan makan.

Pembiayaan: Penelitian ini didukung oleh National Institute of Mental Health, Brain and Behavior Research Foundation, dan National Science Foundation.

Tentang penelitian kelaparan dan berita ilmu saraf

pengarang: Holly Uber
sumber: Universitas California
komunikasi: Holly Ober – Universitas California
gambar: Gambar dikreditkan ke Berita Neuroscience

Pencarian asli: Akses terbuka.
“Makan dikendalikan oleh jalur bottom-up di otak tengah“Oleh Avishek Adhikari dkk. Komunikasi Alam

ringkasan

Makan dikendalikan oleh jalur bottom-up di otak tengah

Eksplorasi dan pencarian makan yang mengarah pada konsumsi makanan sangatlah penting, namun belum dipahami dengan baik. Karena masukan GABAergic ke abu-abu lateral dan ventrolateral (l/vlPAG) mengendalikan perilaku tersebut, kami membedah peran sel GABAergic l/vlPAG yang mengekspresikan vgat dalam eksplorasi, mencari makan, dan berburu.

Di sini, kami menunjukkan bahwa sel vgat l/vlPAG pada tikus mengkodekan pendekatan terhadap makanan dan konsumsi makanan mangsa hidup dan makanan non-mangsa. Aktivitas sel-sel ini diperlukan dan cukup untuk merangsang pencarian makan yang mengarah pada konsumsi selanjutnya.

Aktivasi sel vgat l/vlPAG menyebabkan eksplorasi mencari makan dan makan kompulsif tanpa mengubah perilaku defensif. Selain itu, sel vgat l/vlPAG saling terhubung dua arah dengan beberapa node feeding, explore, dan probing, termasuk wilayah incerta. Yang mengejutkan, proyeksi vgat l/vlPAG ke incerta mengontrol pendekatan dua arah terhadap pangan yang mengarah pada konsumsi.

Data ini menunjukkan bahwa PAG tidak hanya merupakan target akhir dari eksplorasi top-down dan masukan terkait pencarian makan, namun juga mempengaruhi perilaku ini melalui jalur bottom-up.