محققان دانشگاه کلمبیا گروهی منحصر‌به‌فرد از نورون‌ها را در مغز موش شناسایی کرده‌اند که فرمان توقف غذا خوردن را به حیوان می‌دهند.
در حالی که بسیاری از مدارهای مغزی میزان مصرف غذا را کنترل می‌کنند، این نورون‌ها که در ساقه مغز – یکی از قدیمی‌ترین بخش‌های مغز مهره‌داران – قرار دارند، به نظر می‌رسد که تصمیم نهایی برای پایان دادن به یک وعده غذایی را اتخاذ می‌کنند. این کشف مهم ممکن است مسیرهای جدیدی را برای توسعه درمان‌های چاقی باز کند.
نورون‌ها رفتار خوردن را تشخیص می‌دهند
الکساندر نک‌تو، پزشک و دانشمند در دانشکده پزشکان و جراحان واگلوس دانشگاه کلمبیا، این تحقیق را به همراه سریکانتا چودری، دانشمند پژوهشی در آزمایشگاه نک‌تو، هدایت کرده است.
نک‌تو می‌گوید:
«این نورون‌ها با سایر نورون‌های درگیر در تنظیم سیری متفاوت هستند.»
او توضیح می‌دهد:
«سایر نورون‌های مغز معمولاً فقط قادر به درک مواردی مانند غذایی که وارد دهان می‌شود، میزان پر شدن معده یا ارزش تغذیه‌ای غذا هستند. اما نورون‌هایی که ما کشف کردیم، به نظر می‌رسد که تمامی این اطلاعات مختلف و حتی بیشتر از آن را در کنار هم ادغام می‌کنند.»
آخرین مرحله در پایان یک وعده غذایی
فرآیند پایان دادن به یک وعده غذایی چیزی است که همه ما تجربه می‌کنیم؛ در یک لحظه هنگام غذا خوردن، سیگنالی در مغز ایجاد می‌شود و ما تصمیم می‌گیریم که «دیگر کافی است.»
تحقیقات پیشین مدارهای مغزی نظارت‌کننده بر جنبه‌های مختلف مصرف غذا را مشخص کرده بودند، اما سلول‌های خاصی که مستقیماً مسئول توقف فرآیند خوردن هستند، شناسایی نشده بودند.
بررسی‌های قبلی این قابلیت تصمیم‌گیری را به ساقه مغز نسبت داده بودند، اما نورون‌های دقیق مسئول این کار تاکنون ناشناخته باقی مانده بودند.
نک‌تو و تیم او از تکنیک‌های پیشرفته تک‌سلولی برای تفکیک انواع سلول‌ها در نواحی پیچیده مغز استفاده کردند. این روش، که پروفایل‌سازی مولکولی مکانی نام دارد، به آن‌ها امکان داد تا سلول‌ها را در محیط طبیعی خود مشاهده کرده و ترکیب مولکولی آن‌ها را مشخص کنند.
نک‌تو می‌گوید:
«این تکنیک به شما امکان می‌دهد ببینید سلول‌ها در کجای ساقه مغز قرار دارند و ترکیب مولکولی آن‌ها چگونه است.»
در حین بررسی یک ناحیه از ساقه مغز که به پردازش سیگنال‌های پیچیده مرتبط است، محققان مجموعه‌ای از سلول‌ها را کشف کردند که ویژگی‌هایی مشابه سایر نورون‌های تنظیم‌کننده اشتها داشتند. اما این نورون‌ها دقیقاً چه کاری انجام می‌دهند؟
چگونه نورون‌ها رفتار غذا خوردن را کنترل می‌کنند؟
برای بررسی نقش این نورون‌ها در تنظیم میزان مصرف غذا، پژوهشگران از اپتوژنتیک استفاده کردند؛ روشی که در آن سلول‌ها از طریق نور فعال یا غیرفعال می‌شوند.
هنگامی که این نورون‌های تازه کشف‌شده با نور تحریک شدند، موش‌ها وعده‌های غذایی خود را به طور قابل توجهی کوچک‌تر کردند.
علاوه بر این، شدت فعال‌سازی با نور تعیین می‌کرد که موش‌ها با چه سرعتی مصرف غذا را کاهش می‌دهند. این امر نشان می‌دهد که این نورون‌ها نه تنها سیگنال توقف فوری را ارسال می‌کنند، بلکه در تنظیم سرعت کاهش خوردن نیز نقش دارند.
چودری می‌گوید:
«جالب اینجاست که این نورون‌ها فقط یک توقف فوری را اعلام نمی‌کنند، بلکه به موش‌ها کمک می‌کنند که به تدریج سرعت غذا خوردن خود را کاهش دهند.»
آزمایش‌ها نشان داد که این سلول‌ها هر لقمه‌ای را که موش‌ها برمی‌دارند، ردیابی می‌کنند و سیگنال‌های حسی را از دهان، معده و حتی نشانه‌های بصری غذا یکپارچه می‌کنند. فعالیت هماهنگ آن‌ها فرآیند تصمیم‌گیری را هدایت می‌کند که در نهایت منجر به احساس سیری می‌شود.
تعامل این نورون‌ها با سایر سیگنال‌های مغزی
محققان همچنین بررسی کردند که این نورون‌ها چگونه با سایر اجزای شناخته‌شده در تنظیم اشتها تعامل دارند. آن‌ها دریافتند که:
- هورمونی که اشتها را افزایش می‌دهد، این نورون‌ها را غیرفعال می‌کند.
- در مقابل، این نورون‌ها توسط آگونیست‌های GLP-1 فعال می‌شوند. (GLP-1 نوعی دارو است که به طور فزاینده‌ای برای درمان چاقی و دیابت استفاده می‌شود.)
این مشاهدات نشان می‌دهد که این نورون‌ها طیف گسترده‌ای از سیگنال‌ها را دریافت می‌کنند و درواقع «غذا را از طریق چندین کانال مختلف احساس می‌کنند» و این اطلاعات را برای تعیین زمان کافی بودن مصرف غذا ادغام می‌کنند.
نک‌تو می‌گوید:
«این نورون‌ها می‌توانند بوی غذا را حس کنند، آن را ببینند، وجود غذا را در دهان و معده احساس کنند و حتی هورمون‌های گوارشی که در پاسخ به خوردن غذا آزاد می‌شوند را تفسیر کنند.»
او اضافه می‌کند:
«و در نهایت، همه این اطلاعات را تجزیه و تحلیل می‌کنند تا تصمیم بگیرند که چه زمانی دیگر کافی است.»
پیامدهای این کشف برای درمان چاقی
اگرچه این نورون‌های تخصصی در موش‌ها کشف شده‌اند، اما محل قرارگیری آن‌ها در ساقه مغز – که در بین مهره‌داران بسیار حفظ‌شده است – نشان می‌دهد که انسان‌ها نیز احتمالاً سلول‌های مشابهی دارند.
این کشف یک نقطه ورود جدید و مهم برای درک فرآیند سیری محسوب می‌شود و می‌تواند به توسعه درمان‌های نوآورانه برای چاقی کمک کند، به‌ویژه با هدف قرار دادن مدارهای عصبی مسئول توقف مصرف غذا.
نک‌تو می‌گوید:
«ما فکر می‌کنیم که این کشف یک مسیر جدید برای فهمیدن این است که سیری چگونه اتفاق می‌افتد، چگونه یک وعده غذایی به پایان می‌رسد، و چگونه می‌توان از این دانش برای درمان چاقی استفاده کرد.»
با شناسایی و بررسی این نورون‌ها، محققان دانشگاه کلمبیا گامی مهم در جهت درک مکانیسم‌های عصبی پیچیده مرتبط با گرسنگی و سیری برداشته‌اند.
با ادامه تحقیقات بر روی این مسیرهای عصبی در انسان‌ها، ممکن است درمان‌های جدیدی برای چاقی و اختلالات مرتبط با پرخوری معرفی شوند، که امید تازه‌ای برای افرادی که با مصرف بیش از حد غذا دست و پنجه نرم می‌کنند، فراهم خواهد کرد.
🔬 این مطالعه در ژورنال علمی Cell منتشر شده است.
