Нейробиологи разгадали тайну новогоднего обжорства и пьянства

В этой предновогодней заметке мы коснемся темы неумеренного потребления еды и алкоголя. В этом, как многие знают на собственном опыте, много иррационального. Почему, например, взрослый серьезный человек вдруг начинает накидываться водкой, как будто никогда ее не видел? Или, к примеру, мандаринами, если он ребенок.

Именно такое иррациональное поведение особенно интересно нейробиологам: оно позволяет нащупать что-то важное в работе нашего сознания. Умножать в уме двузначные числа может и калькулятор «Искра». А вот в веселый праздничный день в кругу друзей нагружать внутрь себя всякую дрянь, пока не стошнит, не сумеет даже суперкомпьютер IBM Summit — это наша, человеческая прерогатива.

Мистическая жажда

Первая из научных работ, о которых пойдет речь, разбирает следующий вопрос: откуда вообще берется вот это смутное ощущение, что сейчас выпьем по бокальчику, и будет хорошо? Речь вовсе не об алкоголиках: до настоящего алкоголизма еще надо дорасти, а вот восприятие спиртного как некоего материального носителя радости появляется обычно задолго до этого момента, часто еще в юношестве, после первых же алкогольных опытов. Нейробиологи из Медицинской школы Северной Каролины нашли в мозгу тот контур, из-за которого все это происходит, и описали свои находки в Journal of Neuroscience.

На самом деле науке уже давно известно, что в этой истории с тягой к спиртному, как и с другими столь же бессмысленными «тягами», важную роль играет часть мозга по имени «центральное ядро миндалины» (последнюю сейчас чаще называют «амигдалой», в угоду Западу). На этот раз удалось точно указать группу нейронов, из-за которых такое происходит. Эти нейроны синтезируют особый пептид, «нейротензин» или NTS.

Опыты ставили на мышах мужского пола, не имеющих никакой алкоголической предыстории, но тем не менее охотно употребляющих воду с этанолом. Когда нейробиологи подавили у зверюшек активность NTS-нейронов, охота выпивать у них сильно уменьшилась. При этом легкие напитки (подслащенную воду или воду с хинином) мыши пили с прежним удовольствием.

От NTS-нейронов пути ведут в другую часть мозга, к «парабрахиальному ядру» в заднем мозгу: активность тамошних нейронов, как выяснилось, подавляется NTS-нейронами. Однако нейробиологи могли и сами воздействовать на эти парабрахиальные нейроны, и они наигрались в них вдоволь (как именно — мы скажем в самом конце статьи). Сначала они устроили так, что стимуляция происходила только в одной половине клетки с мышами — и мыши стали собираться в этой половине. Когда мышей научили самих воздействовать на собственные нейроны, они стали проделывать это с большим удовольствием. А главное, когда включалась стимуляция, мыши начинали заметно больше пить! Причем на этот раз уже не только спиртное, но и абсолютно все жидкие вкусняшки, включая подслащенную воду (на твердую пищу, впрочем, это не распространялось).

Разумеется, исследователи говорят, что полученная ими информация поможет лучше понять души алкоголиков и, как следствие, эффективнее их лечить. Мы же для себя отметим, что загадочный феномен пьянства стал чуть менее таинственным, даже по сравнению с тем, что было год назад, когда мы прошлый раз об этом писали в заметке «Происхождение приятного пьянства».

Вот, например, интересный момент: впервые обнаружено то самое место в мозгу, где специфичная тяга к алкоголю объединяется тягой ко всему жидкому и вкусному. Именно из-за этого в некоторых языках слово «жажда» означает не только то, что вы испытываете в пустыне Калахари, но и совсем другое чувство, ощущаемое при виде запотевшей бутыли с водкой и плошки с квашеной капустой. Ученые нашли те нейроны, благодаря которым ваш ребенок, привыкший упиваться кока-колой, легко и беспроблемно переходит со сладкой газировки на пиво и водку. Ну просто потому что этого хочет одна и та же часть мозга.

Следите за руками

Вторая работа имеет отношение к другой фазе пьянства — когда вы, сами того не замечая, забрасываете в себя (как говорят в народе, «мелкими пташечками») рюмки одну за одной. Собственно, это могут быть и не рюмки, а, например, чипсы, попкорн, фисташки или тазики с оливье. Важен здесь не сам субстрат, конкретных свойств которого вы в тот момент можете и не замечать, а неразумная тяга немедленно повторить действие. То есть тот факт, что вы выпиваете и закусываете еще до того, как успели подумать — то есть импульсивно, что и отражено в заголовке статьи.

Опыты (на этот раз с крысами) ставили в университете Джорджии, и речь теперь идет о другой части мозга — гипоталамусе — и о клетках, которые называются MCH, поскольку производят нейротрансмиттер по имени «меланин-концентрирующий гормон». Когда исследователи активировали эти клетки, крысы начинали неукротимо жрать, точь в точь как наш просвещенный читатель в некоторых известных ему ситуациях.

Чтобы отличить импульсивное жранье от осмысленного питания, крысам предложили использовать особый прибор, где нажатие рычага вызывало появление лакомства. Однако между двумя нажатиями крыса должны была выждать 20 секунд, иначе ничего не происходило, а таймер запускался заново. Голодная крыса осваивала эту премудрость без труда. А вот крысы с простимулированными МСН-нейронами экзамен провалили: тупо нажимали на рычаг как можно чаще. Что и неудивительно: они делали это механически, не думая. После первой и второй перерывчик небольшой, где уж тут дождаться.

Зачем все это? Ученые опять оправдываются, что просто хотели понять механизм переедания, чтобы помочь людям с соответствующими проблемами. А нам, неученым, об этом полезно знать, чтобы прийти в ужас: мы не просто биороботы, а еще и очень незатейливые — и оттого непрерывно жрущие — биороботы. Надо включать в себе высшую духовную составляющую, чтобы избежать изжоги, похмелья и горьких сожалений.

Наконец, о том, как были поставлены все эти опыты.

Ученые хитрости

Кто-то из читателей скажет, что все это какой-то прошлый век: еще много десятилетий назад нейробиологи умели стимулировать мозги электричеством и на глазок определять, какая часть мозга за что отвечает. Но если бы здесь было то же самое, мы бы и не стали об этом писать. Разница в том, что речь идет уже не о «частях мозга», а о ничтожной щепотке клеток. Чтобы дойти до такого уровня, потребовались совершенно другие методы. В первом случае это «оптогенетика», во втором — «хемогенетика». В них скрывается главное отличие этих двух научных работ конца 2010-х от очень похожих работ прошлого десятилетия.

Оптогенетика — это вот что: исследователи кое-что переделывают в генах, чтобы в нейронах (точнее, в небольшой их части) вырабатывался светочувствительный белок-рецептор — вроде тех, что у нас в глазу, в палочках и колбочках. Когда это сделано, достаточно просто посветить на мозг лазером, и нужные нейроны (и только они) активируются, как будто что-то там себе думают. Именно лазером ученые воздействовали на парабрахиальную проекцию NTS-нейронов, чтобы мыши шли пьянствовать, и тот же лазер могли включать сами мыши, или хотя бы пойти в ту часть клетки, где он действовал.

Хемогенетика — тоже прелюбопытная штука. Авторы использовали метод «дизайнерских рецепторов, активируемых дизайнерским веществом» (DREADD). Здесь вначале опять требуется вмешательство в геном клетки: ее нужно заставить производить особые белки-рецепторы, которые будут реагировать на определенный химический сигнал, вносимый исследователями. А чтобы эти рецепторы не появлялись где не надо, их ген пристроили к выключателю тех самых пептидов MCH. Таким образом, вся эта машина включается не где попало в теле крысы, а только в небольшой доле клеток гипоталамуса, синтезирующих этот самый МСН. А дальше все просто: добавляем «дизайнерское вещество» — абсолютно безразличное всей остальной крысе, кроме тех самых клеток с рецепторами — и смотрим, как крыса будет себя вести.

Мы рассказываем все это для того, чтобы, не побоюсь этого слова, потрясти воображение читателя. Оптогенетика и (наверное, в чуть меньшей степени) хемогенетика — технологии 2010-х, давшие нейробиологом совершенно беспрецедентные возможности по вмешательству в мозг. Если мы когда-нибудь узнаем о том, как и каким местом мы думаем, почти наверняка это произойдет не без помощи этих методов.

И вот еще что важно: людям, конечно, свойственно иногда пить водку, как не в себя, обжираться невкусной и неполезной едой и совершать другие странные поступки. Но потом человек проспится, примет мезим-форте, пойдет в лабораторию и придумает что-нибудь этакое, вроде оптогенетики или хемогенетики. За это нам, людям, можно многое простить.

Источник: m.vk.com

Комментарии: