小鼠实验显示大脑将进餐时间分为四个阶段

一项对小鼠大脑的研究确定了在进餐时展开的神经接力赛,将活动分为四个独立的阶段,以确保动物不会吃得太多太少了.

虽然该研究没有确定定义每个行为的确切生理线索,但研究结果暗示了奖励和抑制的复杂相互作用,从我们吃进嘴里的第一口美味开始,到最后一口结束。

应用于人类大脑,这一发现可能有助于解释一些饮食失调的病例,并为新的治疗形式开辟道路。

来自埃尔朗根-纽伦堡大学 (FAU) 和德国科隆大学的研究人员研究了大脑下丘脑外侧,该区域在调节小鼠和人类的先天行为中起着核心作用,包括喂养、暴露和社交。

该团队确定了四组不同的神经元,它们一个接一个地亮起来,可以说是运行一系列检查来调节能量摄入,并在进食方面发出何时足够的信号。

进食的四个阶段,由较亮的神经元显示。(Altafi 等人,神经科学杂志, 2024)

“当我们吃东西时,我们很快就会从我们所谓的'食欲'行为转变为'完美'的行为,”来自 FAU 的神经科学家 Alexey Ponomarenko。

“我们对大脑如何控制这个完成阶段的持续时间知之甚少。它既不能太长也不能太短,这样我们才能获得适量的能量。

研究人员使用人工智能算法来识别哪些神经元是活跃的,以及何时活跃的,基于从电极植入物获取的读数。这揭示了 k下丘脑外侧的 EY 神经元集体以不同的频率振荡,这些频率根据所进行的活动而变化。

通过共享频率确定了四组按顺序发射的不同神经元,这有助于它们在进食时共享信息。

“我们现在能够证明,参与食物摄入的神经元团队都以相同的频率进行交流,”波诺马连科。

“相比之下,负责其他行为(例如探索环境或社交互动)的神经元组更喜欢在不同的渠道上进行交流。”

喂养涉及各种线索,结合“感觉良好”的感觉这鼓励我们继续吃东西,并表明我们已经吃够了。目前尚不清楚是什么线索触发了神经元的设置,但研究人员认为他们可以收集和传递有关胃容量的生理信息。血糖水平以及饥饿激素水平的波动。

当然,所有这些都需要在人类身上进行验证,但相似之处在小鼠和人类生理学之间意味着我们自己的大脑中很可能正在发生类似的活动,让我们知道什么时候是(和不是)。

接下来,研究人员想看看是否可以使用光以一种称为光遗传学.该团队预计,对这种大脑回路的更彻底分析可能会揭示新的见解饮食失调– 直接影响个人日常喂养活动的情况。

“在小鼠中,神经元的振荡行为可以更直接地受到光遗传学操作的影响,”波诺马连科。“我们现在正计划进行一项后续研究,以调查这如何影响它们的摄食行为。”

该研究已发表在神经科学杂志.

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