Naukowcy identyfikują neurony „pamięci o posiłku” u szczurów laboratoryjnych, które mogłyby wyjaśnić, dlaczego zapomnienie lunchu prowadzi do przejadania się.
Naukowcy odkryli specyficzną grupę komórek mózgowych, które tworzą wspomnienia posiłków, kodując nie tylko to, co jedzenie zostało zjedzone, ale także jedzone. Odkrycia, opublikowane dzisiaj w Nature Communications, mogą wyjaśnić, dlaczego ludzie z problemami z pamięcią często przejadają się i dlaczego zapomnienie o niedawnym posiłku może wywołać nadmierny głód i prowadzić do nieuporządkowanego jedzenia.
Podczas jedzenia neurony w brzusznym regionie hipokampa mózgu stają się aktywne i tworzą to, co zespół badaczy nazywa „engramami posiłków” – specjalistyczne ślady pamięci, które przechowują informacje o doświadczeniu konsumpcji żywności. Podczas gdy naukowcy od dawna studiują engramy pod kątem roli w przechowywaniu wspomnień i innych doświadczeń w mózgu, nowe badanie zidentyfikowało engramy poświęcone doświadczeniom w posiłkach.
„Engram to fizyczny ślad, który pamięć pozostawia w mózgu” – powiedział Scott Kanoski, profesor nauk biologicznych w USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences oraz odpowiedni autor badania. „Engramów posiłków działają jak wyrafinowane biologiczne bazy danych, które przechowują wiele rodzajów informacji, takich jak to, gdzie jesz, a także czas, w którym jadłeś”.
Rozproszone implikacje żywieniowe
Odkrycie ma natychmiastowe znaczenie dla zrozumienia ludzkich zaburzeń odżywiania. Pacjenci z upośledzeniem pamięci, tacy jak pacjenci z demencją lub urazami mózgu, które wpływają na tworzenie pamięci, mogą często spożywać wiele posiłków w szybkim sukcesji, ponieważ nie pamiętają jedzenia.
Ponadto rozproszone jedzenie – takie jak bezmyślne przekąski podczas oglądania telewizji lub przewijanie telefonu – może upośledzać wspomnienia z posiłków i przyczynić się do nadmiernego spożycia.
Na podstawie wyników eksperymentu engramy posiłków powstają podczas krótkich przerw między ugryzieniami, gdy mózg szczurów laboratoryjnych naturalnie badają środowisko żywieniowe. Te momenty świadomości pozwalają wyspecjalizowanym neuronom hipokampa na integrację wielu strumieni informacji.
Kanoski powiedział, że można założyć, że mózg człowieka ulegnie podobnym zjawisku. Kiedy czyjąś uwaga jest skupiona gdzie indziej – na ekranach telefonicznych lub telewizyjnych – te krytyczne momenty kodowania są narażone na szwank. „Mózg nie skataloguje prawidłowego doświadczenia w posiłku”-powiedziała Lea Decarie-Spain, postoktorancka uczona w USC Dornsife i pierwszego autora badania, „prowadząc do słabych lub niekompletnych plam posiłków”.
Mechanizm „wspomnień o posiłkach”
Zespół badawczy zastosował zaawansowane techniki neuronauki, aby zaobserwować aktywność mózgu szczurów laboratoryjnych podczas zjadania, zapewniając pierwsze spojrzenie na wspomnienia posiłków.
Neurony pamięci posiłkowej różnią się od komórek mózgowych zaangażowanych w inne rodzaje tworzenia pamięci. Kiedy naukowcy selektywnie zniszczyli te neurony, szczury laboratoryjne wykazały upośledzoną pamięć do lokalizacji żywności, ale zachowały normalną pamięć przestrzenną dla zadań związanych z żywnością, wskazując na wyspecjalizowany system poświęcony przetwarzaniu informacji związanej z posiłkiem. Badanie ujawniło, że neurony pamięci posiłkowej komunikują się z boczną podwzgórzem, w regionie mózgu od dawna kontrolującym głód i zachowanie jedzenia. Kiedy to połączenie hipokampa-hypotalamusa zostało zablokowane, szczury laboratoryjne nadają się i nie pamiętały, gdzie spożywano posiłki.
Implikacje związane z zarządzaniem jedzeniem
Kanoski powiedział, że odkrycia mogą ostatecznie wpływać na nowe podejście kliniczne do leczenia otyłości i zarządzania wagą. Obecne strategie zarządzania wagą często koncentrują się na ograniczeniu spożycia pokarmu lub zwiększaniu ćwiczeń, ale nowe badania sugerują, że ulepszenie pamięci posiłków może być równie ważne.
„W końcu zaczynamy rozumieć, że pamiętanie, co i kiedy zjadłeś, jest równie kluczowe dla zdrowego odżywiania, jak same wybory żywności” – powiedział Kanoski.
Oprócz Kanoski, inni autorzy badań to Lea Decarie-Spain, Cindy Gu, Logan Tierno Lauer, Alicia E. Kao, Iris Deng, Molly E. Klug, Alice I. Waldow, Ashyah Hewage Galbokke, Olivia Moody, Kristen N. Donohue, Keshav S. Subramanian, Serena X. Gao, Alexaw, Bashaw i Jessica J. Rea z USC; oraz Samar N. Chehimi, Richard C. Crist, Benjamin C. Reiner i Matthew R. Hayes z University of Pennsylvania Perelman School of Medicine; oraz Mingxin Yang i Guillaume de Lartigue z Monell Chemical Senses Center; oraz Kevin P. Myers z Wydziału Psychologii na Uniwersytecie Bucknell.
Badanie zostało wsparte przez stypendium podoktoranckie Quebec Funds Funds (315201), Alzheimer's Association Research Fellowship (AARFD-22-972811), Grant National Science Foundation Research Fellowship (DK105155).