Мозжечок управляет аппетитом
Нейроны ядерной зоны мозжечка подавляют голод и уменьшают удовольствие от еды.
Чувство голода, чувство сытости, аппетит и вообще пищевое поведение регулируется сложной системой гормонов и нервных центров. Чтобы включить чувство голода, мозг должен знать текущие энергетические расходы, соотнося их с энергетическими запасами, а во время еды тот же мозг должен вовремя почувствовать сигналы от пищеварительной системы и вовремя подавить аппетит. Если какой-то гормон или нервный центр начнёт барахлить, это может обернуться патологическим снижением аппетита или, наоборот, патологическим повышением. Во втором случае человек будет хронически переедать, а значит, накапливать избыток жира, а где избыток жира, там недалеко и до диабета с сердечно-сосудистыми болезнями.
Одно из пищевых расстройств, при котором человек начинает слишком много есть, называется синдромом Прадера–Вилли. Это наследственная генетическая аномалия, связанная с крупным хромосомным дефектом; у синдрома Прадера–Вилли много проявлений, и одно из самых характерных — склонность к перееданию, которая проявляется уже в раннем детстве. Сотрудники Пенсильванского университета изучали активность мозга у людей с синдромом: им показывали картинки с едой, пока они находились в аппарате магнитно-резонансной томографии. Для сравнения такой же эксперимент поставили с обычными людьми, и оказалось, что одно из самых заметных отличий в работе мозга у людей с синдромом и у людей без синдрома проявляется в том, что у людей с синдромом при разглядывании еды слабее работают нейроны в небольшой зоне у основания мозжечка, там, где находятся так называемый глубинные мозжечковые ядра.
Следующие эксперименты ставили уже с мышами: нейроны ядерной зоны мозжечка снабдили химическими метками, так что нейроны можно было активировать специальными препаратами. И когда их активировали, мыши меньше ели. При этом не менялась ни частота приёмов пищи, ни жадность, с которой животные набрасывались на еду — просто мыши каждый свой перекус заканчивали раньше, чем обычно. То есть, как пишут авторы работы в своей статье в Nature, мозжечок ограничивал продолжительность приёма пищи — проще говоря, заставлял раньше встать из-за стола. Причём, что любопытно, этот эффект не зависел ни от того, насколько голодна или сыта была мышь и вкусная ли была еда.
Исследователям удалось определить, какие именно нейроны в ядерной зоне мозжечка здесь срабатывают и на кого они действуют. Нейронные цепочки и нервные центры, регулирующие пищевое поведение, делятся на две части: одни заставляют нас есть, потому что это нужно, потому что мало энергии, потому что мы чувствуем голод, другие — потому что мы хотим получить удовольствие. Различие между «нужно» и «хотим» во многом условное, потому что те и другие нервные центры работают в связке друг с другом. Тем не менее, желание поесть для удовольствия связано, например, с системой подкрепления, или системой вознаграждения, чьи нейронные цепи работают на дофамине, а желание поесть от острого голода — с гипоталамусом, одним из главных надзирателей за обменом веществ в организме.
Оказалось, что мозжечок действует и на то, и на другое. В гипоталамусе есть нейроны, которые синтезируют нейропептид AgRP (Agouti-related protein). AgRP называют одним из гормонов голода — он вызывает острое желание поесть. Но если в мозжечке активировать те самые нейроны в зоне глубинных ядер, то они подавят работу AgRP-нейронов в гипоталамусе. В то же время, активируя нейроны мозжечка, исследователи повышали фоновый уровень дофамина в одном из центров системы подкрепления, одном из тех, который отвечает за удовольствие от еды. Одновременно те же нейроны мозжечка уменьшали мгновенные выбросы дофамина в ответ на приём пищи. То есть мозг чувствовал, что дофамина, во-первых, и так много, а во-вторых, что еда не так уж сильно его повышает. В результате желание поесть ради удовольствия тоже притуплялось.
Насколько можно использовать мозжечок, чтобы лечить от переедания и ожирения, пока неясно. Во-первых, тут нужно действовать строго на определённые нейроны, во-вторых, система подкрепления с дофамином задействована в разных процессах, и нужно ещё убедиться, что, подействовав на уровень дофамина, мы не повлияем, например, на мотивацию к учёбе. В то же время нельзя не отметить, что мозжечку в последние годы добавляют всё больше и больше функций. Прошли те времена, когда его рассматривали только как управляющего координацией движений. Теперь мы знаем, что он задействован в творческих когнитивных процессах, что он нужен для общения, что он помогает перерабатывать спирт и заодно, как видим, спасает от переедания.
