Mensen die niet lang nadat ze een vullende maaltijd hebben gegeten in de koelkast op zoek zijn naar een tussendoortje, kunnen overactieve, voedselzoekende neuronen hebben, en geen overactieve eetlust.
Psychologen van de UCLA hebben een circuit ontdekt in de hersenen van muizen waardoor ze hunkeren naar voedsel en ernaar op zoek gaan, zelfs als ze geen honger hebben. Wanneer het wordt gestimuleerd, stimuleert dit cluster van cellen muizen om krachtig te foerageren en de voorkeur te geven aan vet en plezierig voedsel zoals chocolade boven gezonder voedsel zoals wortels.
Mensen bezitten dezelfde soort cellen, en als deze bij mensen wordt bevestigd, zou de bevinding nieuwe manieren kunnen bieden om eetstoornissen te begrijpen.
Het rapport, gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie, is de eerste die cellen vindt die zich bezighouden met het zoeken naar voedsel in een deel van de hersenstam van muizen dat gewoonlijk geassocieerd wordt met paniek, maar niet met eten.
“Deze regio die we bestuderen wordt het periaqueductale grijs (PAG) genoemd en bevindt zich in de hersenstam, wat heel oud is in de evolutionaire geschiedenis en daarom functioneel vergelijkbaar is tussen mensen en muizen”, aldus de corresponderende auteur. Avishek Adhikari, een universitair hoofddocent psychologie aan de UCLA. “Hoewel onze bevindingen een verrassing waren, is het logisch dat het zoeken naar voedsel geworteld is in zo’n oud deel van de hersenen, aangezien foerageren iets is dat alle dieren moeten doen.”
Adhikari onderzoekt hoe angst en angst dieren helpen risico's in te schatten en de blootstelling aan bedreigingen te minimaliseren, en zijn groep deed de ontdekking terwijl ze probeerden te achterhalen hoe deze specifieke plek betrokken was bij angst.
“Activering van de gehele PAG-regio veroorzaakt een dramatische paniekreactie bij zowel muizen als mensen. Maar toen we selectief alleen dit specifieke cluster van PAG-neuronen stimuleerden, genaamd vgat PAG-cellen, veranderden ze de angst niet, maar veroorzaakten ze in plaats daarvan foerageren en voeden, ‘zei Adhikari.
De onderzoekers injecteerden in de hersenen van muizen een virus dat genetisch gemanipuleerd was om de hersencellen een lichtgevoelig eiwit te laten produceren. Wanneer een laser via een glasvezelimplantaat op de cellen schijnt, vertaalt het nieuwe eiwit dat licht naar elektrische neurale activiteit in de cellen. Een miniatuurmicroscoop, ontwikkeld aan de UCLA en bevestigd aan het hoofd van de muis, registreerde de neurale activiteit van cellen.
Wanneer ze werden gestimuleerd met laserlicht, schoten en schopten de vgat-PAG-cellen de muis in de achtervolging van levende krekels en niet-prooivoer, zelfs als hij net een grote maaltijd had gegeten. De stimulatie zorgde er ook voor dat de muis bewegende objecten volgde die geen voedsel waren – zoals pingpongballen, hoewel hij niet probeerde ze op te eten – en het zette de muis er ook toe aan om zelfverzekerd alles in zijn verblijf te verkennen.
“De resultaten suggereren dat het volgende gedrag meer te maken heeft met willen dan met honger,” zei Adhikari. “Honger is aversief, wat betekent dat muizen meestal vermijden honger te lijden als ze kunnen. Maar ze zoeken naar activering van deze cellen, wat erop wijst dat het circuit geen honger veroorzaakt. In plaats daarvan denken we dat dit circuit het verlangen naar zeer lonend, calorierijk voedsel veroorzaakt. Deze cellen kunnen ervoor zorgen dat de muis meer calorierijk voedsel eet, zelfs als er geen honger is.”
Verzadigde muizen met geactiveerde vgat-PAG-cellen hunkerden zo erg naar vet voedsel dat ze bereid waren voetschokken te ondergaan om ze te krijgen, iets wat volle muizen normaal gesproken niet zouden doen. Omgekeerd, toen de onderzoekers een virus injecteerden dat was ontwikkeld om een eiwit te produceren dat de activiteit van de cellen onder blootstelling aan licht dempt, foerageerden de muizen minder, zelfs als ze erg hongerig waren.
“Muizen vertonen dwangmatig eten in aanwezigheid van aversieve directe gevolgen wanneer dit circuit actief is, en zoeken niet naar voedsel, ook al hebben ze honger als het niet actief is. Dit circuit kan de normale hongerdruk van hoe, wat en wanneer eten omzeilen”, zegt Fernando Reis, een postdoctoraal onderzoeker aan de UCLA die de meeste experimenten in de krant heeft uitgevoerd en op het idee kwam om dwangmatig eten te bestuderen. "We doen nieuwe experimenten op basis van deze bevindingen en leren dat deze cellen het eten van vet en suikerhoudend voedsel bij muizen veroorzaken, maar niet van groenten, wat erop wijst dat dit circuit het eten van junkfood zou kunnen verhogen."
Net als muizen bezitten mensen ook vgat-PAG-cellen in de hersenstam. Het kan zijn dat als dit circuit bij een persoon overactief is, hij zich meer beloond voelt door te eten of naar voedsel verlangt als hij geen honger heeft. Omgekeerd, als dit circuit niet actief genoeg is, kunnen ze minder plezier beleven aan eten, wat mogelijk kan bijdragen aan anorexia. Als het voedselzoekcircuit bij mensen wordt aangetroffen, zou het het behandeldoel kunnen worden voor bepaalde soorten eetstoornissen.
Het onderzoek werd ondersteund door het National Institute of Mental Health, de Brain & Behavior Research Foundation en de National Science Foundation.
Bron: UCLA
