Непреодолимое желание утолить голод задействует структуры во всем мозгу, как и следовало ожидать в процессе, столь необходимом для выживания. Но до сих пор исследования этих структур и цикла кормления были лишь фрагментарными – измерения областей мозга проводились только в определенные периоды цикла кормления.
Теперь, однако, Иван де Араужо, Медицинский центр Университета Дьюка, и его коллеги сообщают, что они нанесли на карту активность целых ансамблей нейронов в нескольких областях мозга, связанных с кормлением, в течение полного цикла голод-сытость-голод. Их выводы, опубликованные 17 августа 2006 г. в журнале Neuron, опубликованном Cell Press, открывают путь к пониманию того, как эти ансамбли нейронов объединяются, образуя своего рода распределенные "код" который управляет мотивацией, побуждающей организмы утолить голод.
В своей статье Иван де Араужо и его коллеги имплантировали пучки бесконечно малых записывающих электродов в области мозга крысы, которые, как известно, участвуют в кормлении, мотивации и поведении. Эти области включают боковой гипоталамус, орбитофронтальную кору, островковую кору и миндалевидное тело. Затем исследователи регистрировали активность нейронов в этих регионах в течение цикла кормления, в котором крысы становились голодными, питались сахарной водой, чтобы утолить этот голод, а затем снова становились голодными.
"Это позволило нам измерить как способность отдельных нейронов кодировать определенные фазы цикла питания, так и то, как популяции нейронов интегрируют информацию, передаваемую этими фазоспецифическими нейронами, чтобы отражать мотивационное состояние животного," написали исследователи.
Выделяя и сравнивая сигналы от определенных нейронов в различных регионах в разное время цикла, исследователи получили представление о роли нейронов в этих регионах в мотивации питания и удовлетворении, пишут они. Исследователи обнаружили, что они действительно могли различать нейроны, чувствительные к изменениям состояния сытости, когда животные утоляли голод. Они также могли измерять, как популяции нейронов меняли свою активность в разные фазы цикла кормления, отражая физиологическое состояние животных.
Важно отметить, что они обнаружили, что измерение активности популяций нейронов было гораздо более эффективным способом измерения состояния сытости животного, чем измерение активности только отдельных нейронов в определенной области. И чем больше нейронов они включили в такие популяции, тем точнее они измерили это состояние сытости.
Араухо и его коллеги пришли к выводу, что их анализ показал, что, хотя отдельные нейроны предпочтительно реагировали на определенные фазы метаболического статуса животного, когда оно проходило цикл голод-сытость-голод, "однако при объединении в ансамбли эти нейроны получили возможность предоставлять код популяции, который позволяет прогнозировать текущее поведенческое состояние (голод / насыщение) животного путем интеграции информации, передаваемой составляющими его единицами."
"Наши результаты подтверждают гипотезу о том, что, хотя отдельные нейроны преимущественно реагируют на вариации метаболического статуса, нейронные ансамбли, по-видимому, интегрируют информацию, предоставляемую этими нейронными датчиками, для поддержания аналогичных уровней активности в сопоставимых поведенческих состояниях," они пришли к выводу. "Этот распределенный код, действующий на разных фазах голода, может представлять собой нейронный механизм, лежащий в основе начала приема пищи в различных периферических и метаболических средах," они написали.
Источник: Cell Press