Як мозок вчиться любити гірку каву: роль повільного дофамінового сигналу
- Повільний дофаміновий сигнал виникає після надходження поживних речовин і може брати участь у формуванні харчових уподобань.
- У мишей порушення цього шляху не заважало їсти, але позбавляло їх здатності засвоювати зв’язок нового смаку з калоріями.
- У мишей і людей реакція була сильнішою в лівій частині базолатеральної мигдалини; причина цієї асиметрії поки що невідома.
Від незвичної гіркоти до знайомого смаку
Перший ковток чорної кави багатьом здається різко гірким, однак згодом цей самий смак може стати приємним і бажаним. Дослідження науковців Каліфорнійського університету в Сан-Франциско пропонує можливе пояснення цієї зміни: мозок вчиться пов’язувати смак із тим, що відбувається після їжі. Йдеться не про миттєву реакцію на привабливий напій, а про менш досліджений шлях, яким до мозку надходять відомості зсередини організму вже після того, як їжа потрапила до нього.
У центрі дослідження — дофамін, хімічний посередник, пов’язаний із мотивацією, винагородою та навчанням. Його швидкі сигнали, що виникають за лічені секунди, вивчені значно краще: наприклад, мозок реагує на вигляд улюбленої їжі. Автори зосередилися на іншому режимі роботи — повільнішому. За їхніми даними, такий сигнал реагує на інформацію про наслідки їжі всередині тіла й може поступово формуватися, а не лише в момент зустрічі з їжею.
Професор фізіології Закарі Найт, старший автор дослідження, пов’язує цей механізм із набуттям смакових уподобань. Якщо з часом мозок пов’язує смак кави з тонізувальною дією кофеїну, напій може почати здаватися смачнішим. Це пояснення стосується того, як приємність смаку може змінюватися залежно від досвіду; воно не означає, що вчені встановили єдину причину любові до кави або довели, що в усіх людей цей процес відбувається однаково.
Повільний сигнал після їжі
Коли їжа потрапляє до травного тракту, спеціалізовані датчики розпізнають поживні речовини, зокрема цукор і жир. Інформація про їх надходження передається до мозку, де може викликати поступову дофамінову відповідь, що триває кілька хвилин. Такий часовий масштаб відрізняє описаний шлях від швидких реакцій на зовнішні сигнали. На думку дослідників, він дає мозку змогу враховувати поживну цінність уже з’їденої їжі, а не лише її смак чи вигляд.
Щоб відокремити дію поживних речовин від смакового відчуття, Найт і тодішній аспірант Джеймс Гроув вводили мишам речовини безпосередньо в шлунок. Використовували солодку воду або рідину, схожу на молочний коктейль, і водночас відстежували активність дофаміну в мозку. Такий підхід дав змогу вивчати надходження поживних речовин без звичайного процесу куштування їжі. Це було важливо, щоб перевірити, чи може сигнал виникати у відповідь на вміст шлунка.
У відповідь на введення поживних речовин дослідники виявили сильний і тривалий дофаміновий сигнал у передній базолатеральній мигдалині — ділянці мозку, яку позначають BLA. Мигдалина бере участь в обробці емоцій і навчанні, зокрема у формуванні зв’язків між подіями та їхніми наслідками. Про дофамін у цій ділянці знали й раніше, але його функція залишалася неясною. Нова робота пов’язує активність цієї ділянки з навчанням того, які смаки передбачають поживну винагороду.
Що показали експерименти та дані людей
Потім дослідники перевірили, чи впливає виявлений шлях на засвоєння уподобань. Коли його роботу порушували у мишей, тварини й далі нормально їли, але переставали вчитися пов’язувати незнайомий смак із отриманням калорій. Ця відмінність важлива: втручання не позбавляло їх здатності споживати їжу, а впливало саме на формування зв’язку між смаком і його наслідком. Результат вказує на окрему роль цього шляху в навчанні, а не в самому процесі їди.
В іншому досліді миші куштували смак, який сам по собі не містив калорій, а дослідники штучно активували дофамінові волокна в BLA. Після цього тварини починали віддавати перевагу цьому смаку, хоча він не забезпечував поживної винагороди. Отже, стимуляція відтворювала сигнал, який зазвичай виникає під час надходження поживних речовин. Разом із дослідом із порушенням роботи шляху це підтверджує висновок, що дофамін бере участь у формуванні харчових уподобань.
Окрему перевірку провели на даних досліджень за участю людей. Дана Смолл із Єльського університету повторно проаналізувала результати попереднього ПЕТ-дослідження за участю 13 чоловіків. Вони отримували молочний коктейль або напій без калорій. Аналіз показав, що вивільнення дофаміну після надходження поживних речовин особливо виражене в лівій частині BLA. Ці дані дають підстави зіставити результати досліджень мозку людей зі спостереженнями на мишах.
Ліва мигдалина та нерозв’язані питання
Додаткові відомості отримано в окремій роботі Марка Тіттґемайєра та колег: за допомогою функціональної МРТ вони вивчали 38 дорослих після вживання глюкози — простого цукру. Цей метод фіксує зміни мозкової активності, пов’язані з кровотоком. Автори виявили подібний характер реакції на поживні речовини. Однак дані візуалізації вказують на зв’язок із мозковою активністю, але самі по собі не доводять, що саме цей шлях причинно змінює вподобання людей.
Особливо помітним результатом стала різниця між півкулями. І в мишей, і в людей реакція на поживні речовини була значно сильнішою в лівій BLA, ніж у відповідній ділянці праворуч. Така асиметрія здивувала Найта: мережі, що відповідають за важливі функції, як-от харчування, зазвичай мали б бути симетричнішими. Чому ліва сторона виявляє більшу активність, дослідники поки не знають; лабораторія Найта вивчає можливі причини цієї відмінності.
Робота уточнює, як сигнали з травної системи можуть брати участь у засвоєних реакціях на їжу, і порушує питання про можливість змінювати привабливість окремих продуктів. Серед напрямів інтересу автори називають препарати GLP-1 — клас ліків, що імітують гормон, який природним чином виділяється в організмі. Однак представлений матеріал не встановлює, як саме такі препарати пов’язані з описаним шляхом і чи здатні вони цілеспрямовано змінювати смакові вподобання. Практичні наслідки та механізм асиметрії залишаються нез’ясованими.
Джерело: ScienceDaily
