Мозг запоминает, от чего у вас было пищевое отравление
Если вы отравились после употребления яиц, велика вероятность, что пройдет немало времени, прежде чем вы сможете даже подумать о том, чтобы снова съесть вкусный омлет. Такое отвращение к пище может быть очень сильным. Теперь группа неврологов, изучавших мышей, обнаружила в их мозге точный «центр памяти», который отвечает за эту реакцию. Результаты исследования, опубликованные 2 апреля в журнале Nature, могут стать основой для будущих клинических методов лечения.
Одномоментное обучение в сравнении с задержкой «от еды до болезни
Вместо того чтобы учиться путем многократных проб и ошибок или опыта, одномоментное обучение - это когда один-единственный опыт создает в мозгу долговременную память. Чаще всего это связано с травматическими событиями, которые приводят к тревоге, посттравматическому стрессовому расстройству (ПТСР) и психозу.
Нечто подобное может произойти и при пищевом отравлении, и это слишком распространенное явление. По оценкам Центра по контролю и профилактике заболеваний, ежегодно в Соединенных Штатах пищевыми отравлениями заболевают 48 миллионов человек.
«У меня давно не было пищевого отравления, но теперь, когда я разговариваю с людьми на собраниях, я слышу о том, как они отравились едой», - сказал Кристофер Циммерман, соавтор исследования и ведущий постдокторский научный сотрудник Принстонского института нейронаук (PNI) при Принстонском университете.
Несмотря на то, что подобное одномоментное обучение является обычным явлением при пищевом отравлении и имеет логический смысл, временной разрыв, связанный с этим, озадачил ученых. В отличие от прикосновения к горячему и немедленного ощущения боли, пищевое отравление предполагает значительную задержку между моментом употребления зараженной пищи и заболеванием. Циммерман называет это задержкой «от еды до недомогания».
Пить крутую кислоту
Для более детального изучения мозговых механизмов, лежащих в основе избегания некоторых неприятных продуктов, Циммерман обратился к продукту, который может оказаться в вашей кухонной кладовке - виноградному коктейлю Kool-Aid. Лабораторные мыши никогда не пробовали этот специфический вкус, и им было предложено попробовать его.
«Это лучшая модель того, как мы на самом деле учимся», - говорит Циммерман. «Обычно ученые используют только сахар, но это не тот вкус, который можно встретить в еде. Kool-Aid, хотя он все еще не типичен, немного ближе к этому, поскольку имеет больше аспектов во вкусовом профиле».
В конце концов мыши научились тыкать носом в специальное место в клетке, чтобы получить каплю Kool-Aid. Через 30 минут после первой пробы мышам сделали одноразовую инъекцию, которая вызвала временное заболевание, похожее на пищевое отравление.
Когда через два дня мышам предложили выбор, они решительно отказались от некогда привлекательного фиолетового напитка и предпочли простую воду.
Циммерман и соавтор исследования, нейробиолог из Принстона Илана Виттен, обратили внимание на то, где в мозге находится эта связь между соком и болезнью: в центральной миндалине. Эта небольшая группа клеток, расположенная в нижней части мозга, вовлечена в процесс обучения эмоциям и страху. Она также обрабатывает большое количество информации из окружающей среды, включая запах и вкус.
«Если посмотреть на весь мозг, где представлены новые и знакомые вкусы, то миндалина окажется очень интересным местом, потому что она активируется преимущественно новыми вкусами на каждом этапе обучения», - говорит Циммерман. «Она активна, когда мышь пьет, когда мышь чувствует себя плохо, а затем, когда мышь восстанавливает негативные воспоминания несколько дней спустя».
По словам команды, эти результаты показывают, насколько важна центральная миндалина на каждом этапе обучения.
Затем они проследили, как сигналы о болезни из кишечника поступают в мозг. Используя подсказки из предыдущих исследований, они определили специализированные клетки заднего мозга, которые содержат особый белок под названием Calcitonin Gene-Related Peptide (CGRP) и напрямую связаны с центральной миндалиной. Стимуляция этих клеток через 30 минут после употребления Kool-Aid вызывала у мышей такое же отвращение, как и настоящее пищевое отравление. Чувство тошноты также вызвало реактивацию нейронов, активированных Kool-Aid.
«Мыши как будто вспоминали предыдущий опыт, который вызвал у них тошноту», - сказал Виттен в своем заявлении. «Было очень здорово наблюдать, как это разворачивается на уровне отдельных нейронов».
