Ваш аппетит показывает, как работает ваш мозг

Вы едете рядом с местным супом быстрого питания. Аромат мясистых гамбургеров щекочет ваши ноздри. Ничего себе, это хорошо пахнет! Я голоден! вы осознаете сознательно в какой-то момент – возможно, через несколько секунд после того, как вы совершили незаконный поворот с левой полосы и взлетели до окна с проездом.

«Не хотите ли вы обжарить картофель?»

Вы получаете мысленный образ сочного, золотисто-коричневого картофеля, залитого кетчупом. "Конечно. Почему нет? Звучит слишком хорошо, чтобы сопротивляться.

Вы можете сожалеть об этом импульсе позже, пытаясь застегнуть свой пояс, но избежать ежедневных приемов аппетита, голода и поведения в еде не происходит. Они привязаны к вашему мозгу. Вы испытываете желание пищи несколько раз в день, но мотивация не всегда одинакова. Аромат мяса на гриле может спровоцировать ваш аппетит, но так же можно увидеть сахарный пончик, колокол грузовика мороженого или просто часы на стене, которые говорят, что это обед. Голод также возникает внутри, задолго до того, как вы осознаете муки живота. Снижающаяся концентрация глюкозы в крови стимулирует аппетит. Чем ниже уровень глюкозы в крови, тем голоднее вы чувствуете. , , и если вы не ели в течение шести или восьми часов, вы, вероятно, почувствуете голод.

Конечно, вкус пищи начинается с нервных импульсов во рту, но ваш мозг воспринимает (и, возможно, жаждет) сладкий и соленый. В вашем мозгу также возникают ваши желания, связанные с потреблением пищи и вкусом пищи, а также с пищевыми продуктами, и, возможно, вы заметили, что ваш мозг может иметь собственный разум, когда дело доходит до еды. Чувства и запахи стимулируют ваше поведение в поисках пищи? Вы меняете свою схему питания, когда вы испытываете стресс или одиночество? Вы едите, когда вы не голодны или едите больше, чем знаете, это хорошо для вас? Вы жаждете некоторых продуктов, а не других?

Ответы на все эти вопросы заключаются в более фундаментальных вопросах о том, как мозг организован. В течение 150 лет нейробиологи сравнивали организацию мозга с командованием структуры военной организации, говорят армия США. Высшие, недавно развитые мозговые центры неокортекса выступают в роли генералов, поэтому теория берет на себя ответственность и выдает директивы, в то время как более низкие, более примитивные мозговые центры работают как рядовые, выполняют рутинные задачи и принимают заказы сверху цепочка команд. Все это звучит эффективно и упорядоченно, но, как знает любой наблюдатель веса, верхняя командная модель мозга не объясняет многое, когда дело касается контроля аппетита. Внутренние сигналы и внешние сигналы вызывают нежелательное поведение при еде даже у самого решительного диета. Сила воли известна ненадежной, и нейрофизиологи исследуют причины. В процессе они строят новые, возможно, более точные модели организации мозга.

На этой неделе в Трудах Национальной академии наук Ричард Томпсон и Ларри Суонсон (показано ниже) USC полагают, что мозг больше похож на Интернет, чем на армию. Вместо цепочки команд сверху вниз мозг может быть организован в системе соединительных цепей, в которых – по той или иной причине – все связано со всем остальным, и центральный центр управления и управления не работает. Структурная связь мозга может зависеть от сети цепей, а это означает, что практически каждая часть мозга может влиять на каждую другую часть.

Ларри Свансон, USC

Интернет-метафора помогает объяснить систему взаимосвязанных схем, которые Свансон нашел в изучении областей питания и аппетита мозга за последние десять лет. Ядро accumbens (NA), малоизвестное или изученное до десяти лет назад, является важной частью этой схемы. Это влияет на вкус хорошей еды. Его действия объясняют, отчасти, почему еда на вкус лучше, когда вы голодны, чем когда вы полны.

В этом недавно опубликованном эксперименте Томпсон и Свансон вводили химические вещества-индикаторы в крошечную область NA в мозге крыс. Область известна как «гедоническое горячее пятно»; его действие стимулирует кормление, возможно потому, что оно усиливает удовольствие от сладких вкусов. Трассирующие средства позволили исследователям следовать маршрутам, которые нервные импульсы проходят через различные структуры мозга. Трассировки показали, что сигналы перемещаются между NA и другими регионами мозга, которые, как известно, контролируют аппетит, стресс и депрессию.

[Для анатомов среди вас (см. Диаграмму), трассы выявили нейронную цепь из четырех узлов замкнутой петли: крошечную область ядра accumbens (ACBdm); передняя боковая область гипоталамуса (LHAa); передние паратенальные и паравентрикулярные ядра (PTa / PVTa); и кортикальной инфралимической области (ILA). Некоторые из путей были возбудительными: они вызывали импульсы в другой части мозга. Другие были тормозящими: они прекратили возникать импульсы. Некоторые из результатов иннервировали области мозга, которые контролируют метаболизм и поведение кормления.]

Вокруг и вокруг в серии петель сообщения перемещаются во всех направлениях. Таким образом, «схема» аппетита – это не линейная организационная структура военной организации; это лучшая сеть обратной связи по сравнению с компьютерными сетями, такими как Интернет. Аппетит – это не единственная функция мозга, которая может работать в интернет-стиле. «Много влияний на поведение не сверху вниз, – говорит Свансон. «Внимание, возбуждение, цикл сна-бодрствования – ваше поведенческое состояние – эти вещи не находятся под произвольным контролем».

Сценарий трассировки может быть использован для построения схемы электросвязи всей нервной системы, говорит Свансон. Это понятие является стимулом для нескольких недавно финансируемых проектов, которые позволят нейробиологам сделать для мозга то, что генетики сделали для генома: цель состоит в том, чтобы наметить «connectome», что означает все взаимосвязанные схемы мозга. Swanson уже работает над отображением соединения мыши. В конце концов, он и другие нейробиологи надеются проследить пути, через которые любая из 500 отдельных частей мозга может общаться со всеми остальными. «Если у вас будет достаточно ссылок в цепочке, вы вернетесь повсюду, – говорит Свансон, – и как только вы зайдете в эту сложную сеть, вы можете выбить из нее разные части, и она все еще работает – может быть, не совсем, но есть альтернативные способы обойти ".

Томпсон и Свансон надеются, что их работа будет стимулировать новые математические подходы и новые способы мышления о том, как мозг организован. «Иерархический путь – это то, как большинство людей думают об этом, – говорит Свансон, – [но], когда у вас есть петли и циклы, фактические определения обратной связи и подачи вперед, а также верх и низ становятся очень нечеткими, и, возможно, Лучше всего описать, что происходит ».

По общему признанию, знание схемы аппетита мозга не собирается сопротивляться этому сочному гамбургеру легче, но чем лучше мы понимаем наши мозги, тем лучше мы становимся, чтобы сражаться с боем. И думать о новых моделях мозговых схем может получить ваш ум от еды – на некоторое время в любом случае.

Чтобы получить больше информации:

Часть третья, «Вкус», в Brain Sense дает полное обсуждение (и некоторые интересные истории) о гедонистических горячих точках, пристрастиях к еде и отвращениях и экспериментировании на ядре accumbens.

Новый исследовательский документ – Ричард Х. Томпсон и Ларри У. Свансон, «Анализ структурных связей, основанный на гипотезе, поддерживает сеть по иерархической модели мозговой архитектуры», Материалы Национальной академии наук, 9 августа 2010 г.