Учените търсят по-умни начини да помогнат на хората да избегнат преяждането

7 април 2016 г. в 6:15 ч. Сутринта

мозъчни

Около едно на всеки шест деца и тийнейджъри в Съединените щати са с наднормено тегло, което означава затлъстяване. Една трета от възрастните също са. Тези данни идват от Центровете за контрол и превенция на заболяванията в Атланта, щата Джорджия. Носенето на тези излишни килограми значително увеличава рисковете за заболяване. Високото кръвно налягане, диабет, чернодробни заболявания и проблеми с дишането са само някои от състоянията, свързани с излишното телесно тегло.

Накратко, затлъстяването е изключително голям проблем.

Повечето хора знаят, че не трябва да ядат твърде много - особено сладки и мазни храни. Но „само да знаем какво трябва да направят, не е достатъчно“, казва Дейвид Кавало. Той е диетолог, който прави изследвания за храненето в университета Case Western Reserve в Кливланд, Охайо. „Трябва да има и други неща, които да помогнат на хората да вземат добри решения“, казва той.

И науката може да помогне. Ето как трима учени се фокусират върху мозъка, за да овладеят разширяването на талията ни.

Възпитатели и родители, запишете се за мамят

Седмични актуализации, които да ви помогнат да използвате Научни новини за ученици в учебната среда

Подслушване в социалните медии

Кавало работи в рекламата и онлайн продажбите, когато за първи път започва да чете за храненето. В свободното си време той участва в състезания с велосипеди. И с надеждата да постигне предимство на състезанието си, той реши да се храни по-добре. С течение на времето интересът му към храненето надмина интереса му към продажбите. Така Кавало напусна работата си, за да изучава общественото здраве и хранене в Университета на Северна Каролина (UNC) в Чапъл Хил.

„Наистина се влюбих в изследванията“, казва той.

Докато беше там, в аспирантура, той изследва как технологията може да помогне на тийнейджърите да направят по-добър избор на храна на обяд. Изследователският екип, с който е работил, създава начин за учениците от гимназията да получават информация за менюто онлайн. Тогава децата можеха да изпращат предварително поръчки за обяд до кафенето. „Студентите очевидно са много ангажирани“ в използването на смартфоните си за изпращане на текстови съобщения, достъп до социални медии и други дейности, казва Кавало.

Неговият изследователски екип проследи колко деца са използвали системата и какво са поръчали. Тийнейджърите могат да си купят всякакви артикули от обедното меню. Системата обаче е проектирана така, че да е по-лесно да поръчате по-здравословно, балансирано хранене. Изследователите смятат, че предварителното планиране може да насърчи учениците да правят по-здравословен избор на храна. Те също така смятаха, че чрез докосване до нещо, което тийнейджърите вече харесват - приложения за смартфони - може да спести на децата ценно време по време на техния обяд.

Екипът на UNC завърши събирането на данни и сега анализира резултатите си. Изследователите разглеждат дали системата е била популярна и най-важното дали е помогнала на учениците да правят по-здравословен избор на храна.

В Case Western изследванията на Cavallo сега разглеждат как технологията може да се използва за подобряване на избора на храни. Той се фокусира върху социалните медии. Наскоро той стартира проект, който ще анализира как хората реагират на публикации във Facebook от правителствена програма за хранене. Освен всичко друго, той и колегите му искат да видят какви типове съобщения получават най-много „харесвания“ и „споделяния“.

Като цяло целта му е да помогне на правителствените агенции да провеждат по-ефективни кампании в социалните медии за здравословно хранене. В идеалния случай, казва Кавало, подобни програми могат да помогнат на хората да вземат по-добри решения относно храната.

Борба с безсмисленото хранене

Не всяко ядене обаче е резултат от съзнателни решения. „Голяма част от поведението ни също е автоматично“, казва Анер Тал. Той е социален учен в лабораторията за храни и брандове на университета Корнел в Итака, Ню Йорк. Тал изучава потребителското поведение и психологията на храните: „Това, върху което се опитваме да се съсредоточим в лабораторията, е намирането на лесни начини за борба със затлъстяването.“

Голяма част от работата им има за цел да разберат - и след това да ограничат - това, което екипът му нарича „безсмислено ядене“.

В едно проучване Тал и екипът му проследяват колко студени студенти, докато гледат телевизия. Една група ученици гледаха 20 минути токшоу. Друга група гледа 20 минути екшън филм. Трета група гледаше сегмента на екшъна с приглушен звук.

В сравнение с групата за токшоу, тези, които слушаха екшън филма, ядоха повече храна. Много повече. Средно закуските, които са свалили, тежат близо два пъти повече и имат 65 процента повече калории. Дори групата, гледаща филма без звук, яде повече от тези, които гледат токшоуто. Докато гледаха заглушения филм, учениците изядоха около една трета повече тегловно. Закуските също съдържаха около 46 процента повече калории от тези, консумирани от наблюдателите на ток-шоуто.

Подобни открития не означават, че хората трябва да спрат да гледат екшън филми. Но те показват как нещо, което изисква много наше внимание, може да затрудни фокусирането върху това, което влиза в устата ни.

За да спрем безсмисленото ядене, Тал казва: „Можем да се опитаме да проектираме ситуацията преди време.“ Ако е твърде трудно да спрете да ядете пред телевизора, той предлага предварително измерване на закуски в малки купички. След това яжте не повече от една купичка. Или опитайте да изрежете зеленчуци преди време, вместо да вземете торба с чипс в средата на телевизионно предаване.

Някои от другите проекти на Тал изследват фактори, влияещи върху начина, по който хората пазаруват за храна. Едно проучване установи, че хората са склонни да правят по-малко здравословен избор, ако пазаруват хранителни стоки, когато са гладни.

„Знаейки, че това се случва, може да ви позволи да упражнявате известен контрол“, посочва той. Например купувачите могат да напишат списък, когато не са гладни, и да се придържат към него в магазина. Или могат да вземат малка здравословна закуска, преди да се отправят. По този начин те не гладуват, докато вървят по пътеките.

Тал също откри, че когато магазините предлагат на купувачите безплатни мостри от прясна ябълка, те купуват по-здравословни храни, отколкото когато хората получават безплатна бисквитка.

Описанията на храните също направиха разлика. Хората, които взеха проби от „здравословно, пълноценно шоколадово мляко“, закупиха по-здравословна комбинация от храни, отколкото тези, които опитаха „богато, снизходително шоколадово мляко“ - или дори никаква проба. Той и екипът му публикуваха резултатите си през май миналата година в „Психология и маркетинг“.

Намиране на връзки

Изборът на храна и хранителните навици са само някои от причините, поради които хората могат да получат наднормено тегло. Начинът, по който функционират нашите мозъци и тела, също играе голяма роля.

Ана Домингос работи в Научния институт на Гюлбенкян в Оериас, Португалия. Като невробиолог тя изучава как мозъкът и останалата част от нервната система влияят на поведението и телесните функции. В нейния случай тя проучва как те могат да бъдат свързани със затлъстяването. За целта тя и екипът й използват доста нова технология, наречена оптогенетика.

Opto - отнася се до светлината. Генетиката се занимава с биологичните инструкции в нашите гени. Технологията използва светлина, за да включи или изключи функциите на някои гени в клетките, които са били модифицирани в лабораторията. За тази работа Домингос работи с мишки. Всъщност телата на мишките и хората имат много подобни характеристики и функции.

И мишките, и хората предпочитат естествените захари, като мед, пред изкуствените (без захар) подсладители. Захарта осигурява енергия. Изкуствените подсладители не. За да покажат защо и как истинската захар печели, Домингос и други учени са начертали път сред мозъчните клетки. Оптогенетиката им позволява да видят какво става.

Когато мишки или хора ядат захар, определени неврони изпращат сигнали към мозъка. Някои от тези сигнали попадат в центрове за удоволствие. Други отиват до страничния хипоталамус на мозъка (HY-po-THAL-uh-mus). Това е част от мозъка, която контролира чувството на глад. Сигналите, които получава, могат да кажат на организма, че е пълен, така че е време да спрете да ядете.

Яденето на фалшиви захари не изпраща същите сигнали към мозъка на мишките и хората. Но през 2013 г. Домингос и нейният екип съобщиха, че могат да използват светлина, за да включат сигнал от определени неврони - или нервни клетки - по пътя „Ставам пълен“. Това накара мишките да сменят предпочитанията си, избирайки фалшиви захари вместо естествени. Констатацията показа как сигналите, движещи се през мозъка и несвързани с мисълта, контролират този избор.

Второ проучване помогна да се покаже как тялото разгражда мазнините. Мазнините се съхраняват в тип клетки, известни като адипоцит (Ah-DIP-oh-syte). Тези мастни клетки са свързани с мозъка от неврони, които са директно свързани с тях. Когато мозъкът сигнализира тези неврони, те освобождават химикал, наречен норепинефрин (NOR-ep-ih-NEF-rin). Той казва на адипоцитите да разграждат складираните си мазнини. И това кара мастните клетки да се свиват. Ако това се случи в тялото, „ставате по-малко пълниви“, отбелязва Домингос.

Нейният екип използва оптогенетиката, за да задейства това разграждане на мазнините. Вместо да чакат сигнал да дойде от мозъка, те използваха светлина, за да стимулират невроните близо до мастните клетки. След това тези неврони освобождават химикала за разграждане на мазнините. Домингос казва, че тези данни показват, че нервните клетки в мозъка говорят директно с мастните клетки. Тя и нейните колеги публикуваха своето изследване в Cell на 24 септември 2015 г.

Тези изследователи се надяват, че лекарството в крайна сметка би могло да задейства по подобен начин адипоцитите, за да разгради и премахне голяма част от излишната мазнина, която може да притежава. „Това е нещо, върху което моята лаборатория работи активно“, казва Домингос.

Затлъстяването е сериозен проблем за общественото здраве. И все пак нашите собствени умове може би вече притежават някои от решенията. Докато учени като Домингос, Тал, Кавало и други се учат, науката за мозъка е умен начин да помогне в борбата със затлъстяването и да ни поддържа здрави и подстригани.

Това е една от поредицата за кариера в науката, технологиите, инженерството и математиката, станала възможна с щедра подкрепа от фондация Alcoa.

Силови думи

(за повече информация относно Power Words щракнете тук)

адипоцит Клетка, посветена на съхранението на излишните мазнини, докато по-късно тези мазнини може да са необходими за подхранване на телесните дейности.

ап Съкратено от приложение, или компютърна програма, предназначена за конкретна задача.

поведение Начинът, по който човек или друг организъм действа спрямо другите или се поведе.

биофизика Изучаването на физическите сили, тъй като те са свързани с живите същества. Хората, които работят в тази област, са известни като биофизици.

клетка Най-малката структурна и функционална единица на организма. Обикновено твърде малък, за да се види с невъоръжено око, той се състои от водниста течност, заобиколена от мембрана или стена. Животните са направени от някъде от хиляди до трилиони клетки, в зависимост от техния размер.

Центрове за контрол и превенция на заболяванията, или CDC Агенция на Министерството на здравеопазването и хуманитарните услуги на САЩ, CDC е натоварена да защитава общественото здраве и безопасност, като работи за контрол и предотвратяване на заболявания, наранявания и увреждания. Това се прави чрез разследване на огнища на болести, проследяване на експозицията на американци на инфекции и токсични химикали и редовно проучване на диетата и други навици сред представителния кръг на всички американци.

данни Факти и статистически данни, събрани заедно за анализ, но не непременно организирани по начин, който им придава смисъл. За цифрова информация (типът, съхраняван от компютри), тези данни обикновено са числа, съхранявани в двоичен код, изобразени като низови нули и единици.

диетолог (или диетолог) Експерт, който разработва какво трябва да яде човек, за да постигне и поддържа здравословно тегло. Диетолозите също могат да изработят планове за хранене, за да помогнат на хора със специални медицински проблеми, като сърдечни заболявания и диабет.

ген (прил. генетичен) Сегмент от ДНК, който кодира или съдържа инструкции за производството на протеин. Потомството наследява гени от родителите си. Гените влияят върху това как даден организъм изглежда и се държи

генното инженерство (или генетична модификация) Директната манипулация на генома на организма. В този процес гените могат да бъдат премахнати, деактивирани, така че вече да не функционират, или добавени, след като са взети от други организми. Генното инженерство може да се използва за създаване на организми, които произвеждат лекарства, или култури, които растат по-добре при трудни условия като сухо време, горещи температури или солени почви.

аспирантура Програми в университет, които предлагат напреднали степени, като магистърска или докторска степен. Нарича се аспирантура, защото се започва само след като някой вече е завършил колеж (обикновено с четиригодишна степен).

хипоталамус Регион на мозъка, който контролира телесните функции чрез освобождаване на хормони. Хипоталамусът участва в регулирането на апетита чрез освобождаване на хормони, потискащи апетита.

бозайник Топлокръвно животно, отличаващо се с притежание на коса или козина, секреция на мляко от жени за хранене на малките и (обикновено) раждане на живи малки.

нервна клетка или неврон Всяка от импулсопроводящите клетки, които изграждат мозъка, гръбначния стълб и нервната система. Тези специализирани клетки предават информация на други неврони под формата на електрически сигнали.

неврология Наука, която се занимава със структурата или функцията на мозъка и други части на нервната система. Изследователите в тази област са известни като невролози.

норепинефрин Вид хормон на стреса, секретиран от надбъбречните жлези. Свива кръвоносните съдове. Той също така увеличава силата и скоростта, с които сърцето се свива.

хранителна стойност Изчисление на това колко енергия, хранителни вещества или други физиологични ползи може да даде дадено количество храна.

хранителни вещества Витамини, минерали, мазнини, въглехидрати и протеини, необходими на организмите за живот и които се извличат чрез диетата.

затлъстяване Екстремно наднормено тегло. Затлъстяването е свързано с широк спектър от здравословни проблеми, включително диабет тип 2 и високо кръвно налягане.

оптогенетика Техника, която използва светлина за по-добро разбиране на гените и клетките в нервната система, особено в мозъка. Последните изследвания използват технологията и за изследване на други видове клетки и тъкани.

наднормено тегло Медицинско състояние, при което тялото е натрупало твърде много телесни мазнини. Хората не се считат за наднормено тегло, ако тежат повече от нормалното за тяхната възраст и ръст, но това допълнително тегло идва от костите или мускулите.

физиология Клонът на биологията, който се занимава с ежедневните функции на живите организми и как функционират техните части. Учените, които работят в тази област, са известни като физиолози.

психология Изучаването на човешкия ум, особено по отношение на действията и поведението. Учените и специалистите по психично здраве, които работят в тази област, са известни като психолози.

смартфон Клетъчен (или мобилен) телефон, който може да изпълнява множество функции, включително търсене на информация в Интернет.

социална медия Интернет-базирани медии, като Facebook, Twitter и Tumblr, които позволяват на хората да се свързват помежду си (често анонимно) и да споделят информация.

социална мрежа Общности на хора (или животни), които са взаимосвързани поради начина, по който се отнасят помежду си. При хората това може да включва споделяне на подробности за техния живот и интереси в Twitter или Facebook или може би принадлежност към същия спортен екип, религиозна група или училище.