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老鼠控制食欲的脑回路可以解释压力进食

健康 89xy 2周前 (10-14) 12次浏览

压力会对我们的食欲和饮食模式产生严重影响。使用老鼠模型,新的研究检查了大脑如何控制食欲,以及食欲与积极和消极情绪之间的联系。

老鼠控制食欲的脑回路可以解释压力进食

研究调查了负责压力饮食的大脑回路。压力可以在几个方面影响我们的食欲。短期的压力会抑制我们的食欲,但从长远来看,过多的压力会增加食欲,引发食欲,并导致体重增加。

使用小鼠模型,新的研究检查了压力进食背后的神经科学,重点是大脑的杏仁核。

这项研究是由马萨诸塞州剑桥的托尼加瓦实验室的科学家进行的。该实验室由Susumu Tonegawa领导,隶属于RIKEN-麻省理工学院神经回路遗传学中心——日本RIKEN和麻省理工学院的合作项目。

这项发现发表在《神经元》杂志上。

大脑杏仁核的功能

杏仁核——一个小的杏仁状区域——是大脑的情绪控制中心。杏仁核的结构协调情绪、行为和动机,对一个人处理自己情绪的能力以及在他人身上识别它们的能力至关重要。

主要由杏仁核控制的情绪似乎与生存有很大关系。当我们面临危险时,杏仁核会产生“要么战斗要么逃跑”的反应,但当我们面对无助的孩子、潜在的性伴侣或食物时,它也会引发其他情绪反应。

此外,杏仁核与记忆有关。这个小结构结合了来自各个领域的输入,将感觉和记忆结合起来,创造出对奖励的愉快记忆或对创伤事件的不愉快记忆。

Tonegawa和他的同事们的新研究表明,杏仁核中两条相反的路径用于驱动和抑制食欲,以及对引发恐惧的刺激产生反应。

Tonegawa和他的团队最近进行了另一项研究,他们在研究中发现了杏仁核中与积极和消极记忆有关的神经元。

研究人员能够看到杏仁核以“推拉方式”控制对积极和消极刺激的反应。

在这项新的研究中,科学家们使用光遗传学来研究中央杏仁核中七种不同遗传类型的神经元之间的相互作用,并确定了横跨杏仁核基底外侧和中央区域的神经回路。

光遗传学是一种技术,其中细胞被遗传修饰以对特定频率的光敏感。这项技术允许研究人员跟踪这些细胞的行为。

“阳性”和“阴性”神经元促进或抑制食欲

新的研究表明,边缘系统中的这些投射与参与运动功能的皮质纹状体回路非常相似。皮质肋部神经元投射与奖励、认知和动机有关。

“我们的数据表明,[中央杏仁核]的主要功能是用于奖励相关行为,而不是像以前许多研究中认为的那样用于恐惧相关行为。”

Susumu Tonegawa

在新的研究中,Tonegawa和他的同事发现,先前在基底外侧杏仁核中识别的对正负刺激做出反应的神经元也在杏仁核的其他三个中心区域中产生反应。发现中央杏仁核中这些不同神经元之间的交流促进或抑制小鼠的奖励导向行为。

此外,该研究发现了对相反刺激的不同激活模式。例如,科学家测试了食欲刺激与威胁刺激的对比——比如给老鼠食物与让它们挨饿的对比,或者给它们电击与不电击的对比。

科学家先前研究中被描述为“阳性”和“阴性”的神经元现在被证明可以介导促进或停止食欲行为的途径。这些神经元的基因表达分别在Ppp1r1b和Rpso2基因中发现。

此外,科学家们还发现了调节行为的其他神经元的基因表达。Prkcd基因被发现在控制防御行为中起关键作用。这些神经元用于启动或停止对电击的冷冻反应。

中央杏仁核中表达Drd1的神经元在饮食中也起着至关重要的作用。

在这项研究中,基底外侧至中央杏仁核通路被发现在结构上类似于皮质纹状体回路。此外,研究发现,相同的遗传标记在杏仁核的相反回路中起作用。

这表明大脑的不同部分以类似的方式组织,杏仁核中已知的驱动对恐惧的防御反应的相同电路也负责调节食欲行为。

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