Тъй като изследванията при плъхове разкриват ключов мозъчен път, невролозите обмислят как да преведат откритията при животните в разбирането на човешките принуди, включващи храна или наркотици.

могат

Всеки, който работи в офис, знае мястото: Мястото, където колегите споделят сладки лакомства, донесени от вкъщи, или остатъци от обедни срещи и тържества за рожден ден. Храната се появява изведнъж и изчезва също толкова бързо.

Но защо някои хора могат да се разхождат точно до безплатните закуски, без да спират, или да отидат там само когато са гладни, докато други не могат да устоят да ядат всеки път, когато видят храна там? Някои дори могат да си направят всичко възможно, за да преминат мястото за споделяне на храна, само в случай че има нещо навън.

Невролози като д-р Шели Флагел. искам да разбера - и то не само заради дългосрочните вредни ефекти на твърде много калории. Същата вариация между хората може да се случи с наркотици като кокаин и хероин.

За хората с пристрастяване нещо толкова просто като преминаването през определен ъгъл на улицата може да предизвика рецидив в тяхното възстановяване. Междувременно някой друг може да опита същото лекарство, но да не го търси отново и отново.

За да намерят отговори на въпроси за компулсивно, повтарящо се търсене на вещества като храна или наркотици, Флагел и нейните колеги учени от Университета в Мичиган не провеждат проучвания на офисните трапезни маси или ъглите на улиците.

Вместо това те надничат дълбоко в мозъка на плъховете, които имат еднакви вариации в поведението си. А в някои случаи дори правят нещо, което не могат при хората: променят начина, по който сигналите се движат в мозъка, за да видят кои области играят най-важната роля и колко вариации съществуват между отделни плъхове, които действат по определен начин.

След години изследвания те са натрупали достатъчно знания, за да имат добро усещане за случващото се и може би да започнат да ги прилагат при хора с проблемно поведение на хранене или наркотици.

Подсказки от хемогенетиката

В статия, публикувана наскоро в списанието eLife, екипът на Флагел показа значението на малък център в мозъка, наречен паравентрикуларно ядро ​​на таламуса .

Той действа като вид кула за контрол на въздушното движение в мозъка, комуникирайки с области, участващи във всичко - от задвижването до хранене и чувството на удоволствие, до обработката на външната информация от сетивата.

Те проучиха два вида плъхове: „тракери на цели“, които приличат на колегите, които знаят, че може да има храна, но нямат проблем да предават лакомства, освен ако не са наистина гладни, и „подписват тракери“, които са като тези, които не могат да устоят на ярко оцветена кутия бонбони на офисната маса за храна или да направят специално пътуване до мястото за споделяне на храна, за всеки случай.

Флагел и нейният екип са използвали комбинация от генно инженерство и внимателно доставено лекарство, иначе известно като хемогенетика, за да "включат" връзката, която позволява на мозъчната област, наречена прелимбична кора, да изпрати вход "отгоре надолу" към паравентрикуларното ядро.

При плъховете за проследяване на знаци, които не можеха да устоят на хранителните сигнали, промените, предизвикани от екипа на Флагел в мозъка, бяха достатъчни, за да намалят привличането им към репликата, която означаваше, че храната ще пристигне. Междувременно поведението на плъховете за проследяване на целите не се промени.

Когато използваха същата техника, за да изключат връзката между двете зони, плъховете за проследяване на целите (онези, които бяха безразлични към хранителните сигнали) изведнъж започнаха да се държат по-скоро като своите колеги, фокусирани върху хранителната реплика.

Изследователите също така откриха разлики между двата вида плъхове в това дали „центърът на удоволствието“ на мозъка им освобождава възнаграждаващ химикал, наречен допамин, когато изключват връзката между прелимбичната кора и паравентрикуларното ядро ​​и след това излагат плъховете на храната реплики. Целевите проследяващи са изпитали прилив на допамин, особено в началото на експерименталния процес, но проследяващите знаци не са го направили.

„Тези открития предполагат, че веригата намалява стимулиращата стойност на хранителната реплика“, обяснява д-р Паоло Кампус, докторант в екипа на Флагел от Института по неврология в Мичиган. „Това прави чрез контролиране на процесите в мозъка, които допринасят до свързването на реплика с награда, като освобождаването на допамин. "

Превод на хората

Въпреки че не могат да извършват едни и същи експерименти върху хора, изследователите смятат, че могат да приложат уроците от плъхове, за да разберат нашата собствена невробиология и как да намалят риска от вреди от компулсивно поведение.

„Това може да помогне на учените да разберат по-добре защо някои хора развиват нарушения на злоупотребата с вещества, преяждане, компулсивни хазартни или други нарушения на контрола на импулсите“, казва Флагел, изследовател в Мичиганския институт по неврология и доцент по психиатрия в Мичиганската медицина, U-M's академичен медицински център. "Тази мозъчна верига може потенциално да бъде цел за нови терапии за лечение или предотвратяване на такива състояния."

Флагел описва паравентрикуларното ядро ​​като „опорна точка“ между потока отгоре надолу и отдолу нагоре и обработката на информация в мозъка. Проследяващите целите са по-горе отгоре, като аналитичните системи на мозъка доминират във вътрешния поток, докато проследяващите знаци реагират повече на сигналите отдолу нагоре от областите на мозъка, които движат основно поведение. И когато силата на сигналите между двамата е дисбалансирана, балансът се обърква и може да доведе до екстремно поведение, което може да бъде дезадаптивно.

В нова рецензионна статия, публикувана в Neuroscience & Biobehavioral Reviews, Флагел се присъедини към колегите си от Лауреатския институт за изследване на мозъка и U-M отдела по психология, за да разгледа как знанията от подобни изследвания върху животни могат да бъдат превърнати в изследвания върху хора .

Разбира се, човешкото поведение и всички фактори, които влизат в тях, са много по-сложни от поведението на плъховете. И все пак, досегашните изследвания при хора предполагат, че е възможно при определени експериментални обстоятелства да се различат тези с тенденции за проследяване на знаци от тези, които са по-проследяващи целите. От това изследователите биха предсказали - но все още нямат доказателства - че тези с по-силни тенденции за проследяване на знаци са и по-податливи на нарушения на употребата на вещества.

Ще са необходими повече изследвания, за да се разработи надежден „биомаркер“ на тези тенденции при хора извън внимателно контролирани експерименти, казва Флагел. Но знанието кои хора са най-уязвими може да помогне на хората да се научат да избягват сигнали, които могат да доведат до нежелани или дори опасни резултати.