Ученые обнаружили ранее малоизученный дофаминовый путь, который может объяснить, как мы учимся получать удовольствие от вкусов, которые нам изначально не нравятся. Об этом пишет SciTechDaily со ссылкой на исследование ученых из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, опубликованное 4 ноября в журнале Nature. Этот механизм может помочь объяснить, почему людям со временем начинают нравиться изначально неприятные вкусы, например горечь кофе.
Как кишечник учит мозг тому, что ему нравится
Большинство исследований, связанных с дофамином, посвящено быстрым сигналам, появляющимся в течение нескольких секунд после внешних раздражителей (в том числе вид любимого блюда). Недавно изученная «медленная» дофаминовая система реагирует на события внутри организма. Когда пищеварительные рецепторы обнаруживают питательные вещества, такие как сахар и жир, они инициируют сигналы, которые могут поддерживать выброс дофамина в мозге в течение нескольких минут.
«Мы показали, что именно эта медленно работающая дофаминовая система заставляет нас со временем полюбить определенные продукты, и мы можем увидеть, где и как это происходит», — говорит Закари Найт, доктор философии, профессор физиологии и старший автор исследования.
Кофе — хорошо известный пример того, как может работать этот процесс обучения. Хотя его горечь поначалу может быть неприятной, многократный опыт может научить мозг ассоциировать этот вкус со стимулирующим эффектом кофеина. Как объяснил Найт, как только эта ассоциация сформируется, «кофе начнет казаться намного вкуснее».
Скрытый дофаминовый сигнал в миндалевидном теле
Чтобы отделить реакцию мозга на питательные вещества от его реакции на вкус, Найт и Джеймс Гроув, доктор философии, который тогда был аспирантом, вводили сахарную воду или жидкость, похожую на молочный коктейль, непосредственно в желудки мышей. Одновременно они измеряли высвобождение дофамина по всему мозгу.
Попадание питательных веществ в желудок вызывало сильную, устойчивую дофаминовую реакцию в передней базолатеральной миндалевидной железе. Хотя исследователям уже было известно, что эта область получает дофаминовые сигналы, ее роль в процессе обучения распознаванию пищи оставалась неясной.
«Мы смогли увидеть, что этот дофамин является частью другой системы, и начали понимать его роль», — сказал Найт.
Эксперименты показывают, как формируются пищевые предпочтения
Далее исследователи проверили, необходим ли этот сигнальный путь для обучения. Когда его заблокировали, мыши продолжали есть как обычно, но больше не могли научиться ассоциировать определенный незнакомый вкус с калориями. Это показало, что сигнальный путь важен для формирования пищевых предпочтений, а не просто для контроля потребления пищи.
В отдельном эксперименте исследователи искусственно стимулировали дофаминовые волокна в базолатеральной миндалевидной железе после того, как мыши попробовали продукт с бескалорийным вкусом. Впоследствии у животных развилось предпочтение к этому вкусу, несмотря на то, что он не давал никакого питательного вознаграждения.
В совокупности эти эксперименты показали, что дофаминовая сигнализация в этой области может научить мышей ассоциировать вкус с полезными свойствами питательных веществ. Искусственная стимуляция может заменить сигнал, обычно генерируемый при попадании питательных веществ в кишечник.
Неожиданное различие между двумя полушариями мозга
Исследования головного мозга человека с помощью методов нейровизуализации предоставили дополнительные доказательства аналогичной реакции. Психолог из Йельского университета Дана Смолл, докторка философии, повторно проанализировала более раннее ПЭТ-исследование с участием 13 мужчин, которые употребляли либо молочный коктейль, либо некалорийный напиток. Потребление питательных веществ было связано с высвобождением дофамина, сконцентрированного в левой базолатеральной миндалевидной железе.
В другом эксперименте доктор Марк Титтгемейер и его коллеги использовали МРТ для исследования 38 взрослых после употребления глюкозы. Они обнаружили повышенную активность в той же области мозга, хотя МРТ измеряет активность мозга, а не непосредственно высвобождение дофамина.
Как эксперименты на мышах, так и исследования с использованием методов нейровизуализации у людей показали значительно более сильную реакцию в левой части базолатеральной миндалевидной железы, чем в правой. Эта асимметрия была неожиданной, поскольку считается, что мозговые цепи, участвующие в таких основных функциях, как питание, обычно функционируют относительно симметрично. Лаборатория Найта в настоящее время исследует, почему реакция, связанная с питанием, чаще наблюдается в левом полушарии.
Смогут ли ученые в конечном итоге изменить пищевые пристрастия?
Выявление этого механизма может открыть новые возможности для исследования того, как формируются пищевые предпочтения и можно ли их изменить. Один из вариантов связан с применением препаратов, ингибирующих GLP-1, которые имитируют гормон, вырабатываемый в кишечнике, и могут существенно изменить пищевое поведение.
Исследователи не тестировали эти препараты, поэтому их влияние на недавно выявленный дофаминовый путь остается неизвестным. Найт предположил, что препараты, ингибирующие GLP-1, могут снижать дофаминовую сигнализацию, вызываемую питательными веществами, что потенциально может сделать определенные продукты менее привлекательными с течением времени.
Если такой механизм подтвердится, это позволит предположить, что в будущем методы лечения смогут влиять не только на чувство голода и сытости, но и на усвоенные ассоциации, которые делают определенные продукты привлекательными.
«Понимание этапов между обнаружением питательных веществ в кишечнике и обучением в мозге может позволить нам тонко настроить эти процессы, чтобы незаметно изменить наши предпочтения в отношении различных продуктов питания», — сказал Найт.
