Як наш мозок говорить нам, що ми спраглі?
Нове дослідження відображає схеми мозку, які повідомляють нам, коли нам потрібно пити воду, а також коли ми маємо достатньо. Дослідження виявило нейронну ієрархію, стимулюючи та пригнічуючи бажання пити у мишей.
Почуття спраги - це відчуття, яке знайоме всім і кожному тварині.
Це настільки поширений досвід, що мало хто з нас замислюється над цим. Але неврологи цим захоплені.
Щодо виживання організму, спрага надзвичайно важлива. Тварина, яка не приймає рідини, коли вона потребує, не буде довго жити.
Без води більшість процесів в організмі наберуться, і у людини смерть настане за короткий день.
Хоча ідея про те, що наш мозок може визначати рівень води в організмі та керує нашим бажанням пити, не нова, точна неврологія, яка стоїть за цим, лише повільно з’ясовується.
Останнє дослідження з вивчення механізму спраги було проведено Юкі Ока, доцентом кафедри біології в Caltech в Пасадені, штат Каліфорнія. Висновки були опубліковані цього тижня у Природа.
Спраглий мозок
У цій галузі вже проведено певну роботу. Дослідження показали, що листоподібна структура переднього мозку, lamina terminalis (LT), важлива для регулювання спраги. LT складається з трьох частин: organum vasculosum laminae terminalis (OVLT), субфонічний орган (SFO) та серединне преоптичне ядро (MnPO).
Більша частина мозку відокремлена від кровотоку гематоенцефалічним бар’єром. Поряд з іншими ролями, ця мембрана захищає мозок від патогенних мікроорганізмів, таких як бактерії. Але SFO та OVLT незвичні; вони не захищені гематоенцефалічним бар’єром і можуть безпосередньо контактувати з кров’ю.
Це пряме спілкування з кров’ю дозволяє їм оцінити концентрацію натрію, тому „солоність” крові є гарним показником того, наскільки гідратована тварина.
Раніші роботи вже показали, що LT містить збудливі нейрони. Коли їх стимулює миша, це викликає питну поведінку.
У цьому новому дослідженні вчені виявили, що MnPO є особливо важливим, оскільки ядро отримує збудливий вхід від SFO, але не навпаки.
Вони показали, що коли «збудливі нейрони MnPO генетично замовчуються, стимулюючи SFO або OVLT», миші більше не спричиняють пиття.
Ієрархія спраги
Це дослідження першим описує ієрархічну організацію LT: MnPO збирає інформацію з SFO та OVLT та передає її до інших мозкових центрів для активізації питної активності.
Вчені також пішли певним чином у відповідь на інше питання щодо поведінки вживання алкоголю: як ми знаємо, коли зупинятись? Професор Ока пояснює загадку, кажучи: "Коли ви зневоднені, ви можете випити воду протягом декількох секунд, і ви відчуєте задоволення".
«Однак, - додає він, - на той момент у вас ще не відбувається регідратація: зазвичай це займає близько 10 - 15 хвилин. Отже, SFO та OVLT не зможуть виявити регідратацію крові незабаром після вживання алкоголю. Тим не менше, мозок якось знає, коли кидати пити, ще до того, як тіло повністю регідратацію ».
Звідси випливає, що існує інший, більш швидкий сигнал, який повідомляє мозку припинити пити. Дослідження показали, що збудливі нейрони в ЛТ стихають, коли миша починає пити, але як саме це відбувається, невідомо.
Професор Ока та команда показали, що гальмівні нейрони в MnPO реагують на фізичну дію пиття та пригнічують активність нейронів спраги SFO. Цікаво, що гальмівні нейрони виконують свою роботу лише у відповідь на потрапляння рідини - а не їжі.
Вони вважають, що така різниця між рідинами та твердими речовинами можлива шляхом відстеження руху ротоглотки, яка є частиною горла, що бере участь у механізмі ковтання. Його активність при вживанні алкоголю відрізняється від їжі.
“Коли ви справді спраглі і швидко випиваєте рідину, горло рухається певним чином, що відрізняється від вживання їжі. Ми вважаємо, що загальмована популяція реагує на цей рух швидкого поглинання води ".
Провідний автор дослідження Віне Августин, аспірант
Більше вчитися
Результати доповнюють наше розуміння складної мережі взаємодій, яка повідомляє нам, коли нам потрібно пити. Але, на думку авторів дослідження, ще є чому повчитися.
Як пояснює професор Ока, «виявлені нами гальмівні сигнали активні лише під час пиття. Однак відчуття ситості справді триває набагато довше. Це вказує на те, що нейрони, що гальмують MnPO, не можуть бути єдиним джерелом насичення спраги ".
"Це буде предметом для подальшого вивчення".
Звичайно, дослідження проводилося на мишах, але подібні області можна знайти в мозку людини. Тому дослідники вважають, що висновки застосовні і до нас.
