Скрытый механизм мозга, который заставляет вас любить кофе, шоколад, жир и сахар
Ученые обнаружили ранее малоизученный дофаминовый путь, который может объяснить, как мы учимся получать удовольствие от вкусов, которые нам изначально не нравятся.
Еда может стать более привлекательной, даже если ее вкус остается неизменным. Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско выявили ранее малоизученный дофаминовый путь, который помогает мозгу научиться определять, какие вкусы стоит искать, исходя из того, что происходит после того, как питательные вещества попадают в кишечник.
Исследование, опубликованное 4 ноября в журнале Nature, показывает, как медленный химический сигнал связывает пищеварение с усвоенными пищевыми предпочтениями. Этот механизм может помочь объяснить, почему у людей развивается вкус к изначально неприятным вкусам, включая горечь кофе.
Как кишечник учит мозг, что ему нравится
Дофамин помогает мозгу научиться определять, какие переживания являются приятными, но большинство исследований изучали быстрые сигналы, которые появляются в течение нескольких секунд после внешних стимулов, таких как вид любимого блюда. Новая, «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 высвобождение дофамина в мозге в течение нескольких минут. «Мы показали, что именно эта медленная дофаминовая система заставляет нас со временем полюбить определенные продукты, и мы можем увидеть, где и как это происходит», — сказал Закари Найт, доктор философии, профессор физиологии и старший автор исследования.
Кофе — это знакомый пример того, как может работать это обучение. Хотя его горечь поначалу может быть неприятной, повторный опыт может научить мозг ассоциировать этот вкус со стимулирующим эффектом кофеина. Как только эта ассоциация формируется, объяснил Найт, «кофе начинает казаться намного вкуснее».
Скрытый дофаминовый сигнал в миндалевидном теле
Чтобы изолировать 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. Они одновременно измеряли высвобождение дофамина по всему мозгу.
Питательные вещества, попадающие в желудок, вызывали сильную, устойчивую дофаминовую реакцию в передней базолатеральной миндалевидной железе, или БЛА. Хотя исследователям уже было известно, что этот регион получает сигналы дофамина, его роль в обучении распознаванию пищи оставалась неясной.
«Мы увидели, 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 путь для обучения. Когда они заблокировали его, мыши продолжали есть как обычно, но больше не могли научиться ассоциировать определенный незнакомый вкус с калориями. Это показало, что этот 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 бескалорийный вкус. Впоследствии у животных развилось предпочтение этому вкусу, даже несмотря на то, что он не давал никакого питательного вознаграждения.
В совокупности эксперименты показали, что дофаминовая сигнализация в этом регионе может научить мышей ассоциировать вкус с полезными свойствами питательных веществ. Искусственная стимуляция может заменить сигнал, обычно генерируемый, когда питательные вещества достигают кишечника.
Неожиданное различие между двумя сторонами мозга
Мозговая визуализация человека предоставила дополнительные доказательства аналогичной реакции. Психолог из Йельского университета Дана Смолл, доктор 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 левом базальном миндалевидном теле (БМТ).
В другом эксперименте Марк Титтгемейер, доктор философии, и его коллеги использовали МРТ для изучения 38 взрослых после употребления глюкозы. Они обнаружили повышенную активность в той же области мозга, хотя МРТ измеряет активность мозга, а не высвобождение дофамина напрямую.
Как эксперименты на мышах, так и исследования с использованием методов визуализации у человека показали значительно более сильную реакцию в левом БМТ, чем в правом. Эта асимметрия была неожиданной, поскольку мозговые цепи, участвующие в основных функциях, таких как питание, обычно считаются работающими относительно симметрично. Лаборатория Найта сейчас исследует, почему реакция, связанная с питательными веществами, благоприятствует левому полушарию.
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 препаратами 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 GLP-1 могут снижать дофаминовую сигнализацию, запускаемую питательными веществами, потенциально делая определенные продукты менее привлекательными с течением времени.
Такой механизм, если он подтвердится, позволит предположить, что будущие методы лечения смогут влиять не только на чувство голода и сытости.
