お腹いっぱいの食事を食べた後、間もなく軽食を求めて冷蔵庫の中を探し回っていることに気づく人は、過剰な食欲ではなく、食べ物を求めるニューロンが過剰に活動している可能性があります。
UCLAの心理学者らは、空腹でなくても食べ物を欲しがり、それを探し求めるマウスの脳の回路を発見した。この細胞集団が刺激されると、マウスは活発に餌を探し始め、ニンジンのような健康的な食べ物よりもチョコレートのような脂肪分が多く楽しい食べ物を好むようになります。
人間は同じ種類の細胞を持っており、この発見が人間で確認されれば、摂食障害を理解する新たな方法を提供する可能性がある。
雑誌に掲載された報告書 ネイチャーコミュニケーションズ、 マウスの脳幹の一部で、通常はパニックに関係するが、摂食には関係しない、食物探索に特化した細胞を初めて発見した。
「私たちが研究しているこの領域は中水道周囲灰白質（PAG）と呼ばれ、脳幹にあります。進化の歴史の中で非常に古く、そのためヒトとマウスでは機能的に類似しています」と担当著者は述べた。 アヴィシェク・アディカリ UCLAの心理学の准教授。 「私たちの発見は驚きでしたが、食べ物を探すことはすべての動物が行う必要があることなので、食べ物の探索が脳のこのような古い部分に根ざしていることは理にかなっています。」
アディカリ教授は、動物がリスクを評価し、脅威への曝露を最小限に抑えるために恐怖と不安がどのように役立つかを研究しており、彼のグループは、この特定の場所が恐怖にどのように関与しているかを学ぼうとしてこの発見をした。
「PAG領域全体が活性化すると、マウスとヒトの両方に劇的なパニック反応が引き起こされます。しかし、vgat PAG 細胞と呼ばれるこの特定の PAG ニューロンのクラスターのみを選択的に刺激したところ、恐怖は変化せず、代わりに採餌と摂食が引き起こされました」とアディカリ氏は述べた。
研究者らは、脳細胞に光感受性タンパク質を生成させるように遺伝子操作されたウイルスをマウスの脳に注入した。光ファイバーインプラントを介してレーザーが細胞に照射されると、新しいタンパク質がその光を細胞内の電気的な神経活動に変換します。 UCLAで開発され、マウスの頭に取り付けられた小型顕微鏡は、細胞の神経活動を記録した。
レーザー光で刺激すると、vgat PAG 細胞が発火し、たとえ大量の食事を食べたばかりであっても、マウスは生きたコオロギや獲物ではない餌を熱心に追いかけるようになった。この刺激はまた、ネズミが餌ではない動く物体（食べようとはしなかったものの、ピンポン玉など）を追いかけるようにさせ、また、ネズミが囲いの中のものすべてを自信を持って探索するように促した。
「結果は、以下の行動は空腹よりも欲求に関連していることを示唆しています」とアディカリ氏は述べた。 「空腹は嫌悪感を持っており、マウスは通常、できる限り空腹を感じることを避けます。しかし、彼らはこれらの細胞の活性化を模索しており、この回路が飢餓を引き起こしているわけではないことを示唆しています。むしろ、この回路が非常に価値のある高カロリーの食べ物への渇望を引き起こすと考えられます。これらの細胞は、空腹でない場合でもマウスに高カロリーの食べ物をさらに食べさせる可能性があります。」
vgat PAG細胞が活性化された満腹マウスは脂肪分の多い食べ物を非常に欲しがり、それを手に入れるために足へのショックに耐えることをいとわなかったが、これは満腹マウスでは通常はしないことだ。逆に、光にさらされると細胞の活動を弱めるタンパク質を生成するように設計されたウイルスを研究者らが注射すると、マウスはたとえ非常に空腹だったとしても採餌する量が減った。
「マウスは、この回路が活性化しているときは、直接的な嫌悪感があると強迫的な摂食行動を示しますが、この回路が活性化していないときは、たとえお腹が空いていても食べ物を探しません。この回路は、いつ、何を、どのように食べるかという通常の空腹感のプレッシャーを回避することができます」と、論文のほとんどの実験を行い、強迫的摂食を研究するアイデアを思いついたUCLA博士研究員のフェルナンド・レイス氏は語った。 「私たちはこれらの発見に基づいて新たな実験を行っており、これらの細胞がマウスにおいて脂肪分や糖分の多い食べ物の摂取を誘導するが、野菜の摂取は誘導しないことがわかっており、この回路がジャンクフードの摂取を増加させる可能性があることを示唆しています。」
マウスと同様に、ヒトも脳幹に vgat PAG 細胞を持っています。この回路が過剰に活性化していると、食べることでよりやりがいを感じたり、空腹でないときに食べ物を欲しがったりする可能性があります。逆に、この回路が十分に活性化していない場合、食べることに伴う喜びが減り、拒食症につながる可能性があります。この食物探索回路が人間に発見されれば、ある種の摂食障害の治療対象となる可能性がある。
この研究は、国立精神衛生研究所、脳・行動研究財団、国立科学財団の支援を受けました。
