Исследователи выяснили, как животные понимают голод
В ходе изучения личинок плодовой мушки международная группа ученых обнаружила, что процесс приема пищи связан с выбросом серотонина в мозг — вещества, отвечающего за настроение и циклы сна и бодрствования. По словам исследователей, это открытие может изменить наше понимание причин, по которым животные едят.
Ученые внимательно изучили нервную систему личинок, которая находится в их кишечнике, и результаты пролили свет на глотание, действие, которое, по мнению исследователей, является «возможно, одним из самых важных решений, принимаемых животными».
«Мы хотели получить полную картину того, как кишечник и мозг взаимодействуют во время еды—, — отмечает нейробиолог Майкл Панкрац. — Для этого нам нужно было выяснить, какие нейроны задействованы и как они активируются».
Исследователи действительно проделали лишнюю милю: они аккуратно разрезали одну из личинок на тысячи крошечных кусочков и сфотографировали их под мощными микроскопами, картируя нейронные пути и связи. Из этих изображений с помощью компьютерного программного обеспечения была создана 3D-модель, что привело к открытию биологического механизма, известного как рецептор растяжения, расположенный, например, в пищеводе, соединяющем рот с желудком.
Этот рецептор связан с шестью определенными нейронами в мозге личинки, которые получают информацию о процессе глотания и о том, что именно она ест. Если личинка находит вкусную еду, мозг выдает сигнал вознаграждения.
«Нейроны способны определять, является ли это пищей, и оценивать ее качество», — подчеркивает нейробиолог Андреас Схофс. Он добавил, что «электрически возбудимая клетка выделяет серотонин только тогда, когда обнаруживает качественную пищу, что помогает личинке выжить».
У плодовых мушек менее 200 000 нейронов по сравнению с примерно 100 миллиардами в человеческом мозге. Однако сложность этих нервных клеток позволяет рассматривать их как масштабную модель человеческой системы, что упрощает каталогизацию и понимание базового механизма, необходимого для выживания животных.
В дальнейшем исследователи планируют выяснить, существует ли аналогичная схема расположения нейронов и выделения серотонина у других животных, включая людей. Дело в том, что люди биологически более похожи на плодовых мушек, чем можно было бы ожидать, но понимание человеческой схемы потребует гораздо больше исследований. Исследование поможет нам понять, является ли этот фактор хорошего самочувствия во время еды общим для всех.
«На данном этапе мы все еще недостаточно знаем о том, как работает система контроля у людей, — заключает Майкл Панкрац. — Эта область потребует еще многих лет исследований».