Как мозг выбирает между едой и физической активностью
По сложному восьмирукавному лабиринту в лаборатории нейробиолога Дарии Пелег-Райбштейн в Швейцарской высшей технической школе Цюриха снует мышь. Она суетится не зря — с ее помощью исследователи ищут ответы на важные научные вопросы.
Пелег-Райбштейн давно изучает, как люди принимают решения при наличии выбора. Особенно между такими очевидными альтернативами, как перекус и физическая активность, когда один вариант однозначно полезнее, а другой — соблазнительнее.
В экспериментах на мышах, результаты которых опубликованы в журнале Nature Neuroscience, выявлено, что такие решения помогают принимать нейроны, вырабатывающие нейропептид орексин.
Ученые разработали поведенческий тест, в котором мыши могли свободно выбирать между восемью различными вариантами: вода, свет, другая мышь, темная зона, беговое колесо, еда, новый объект и пустое пространство. Из всего этого разнообразия грызуны предпочитают беговое колесо и еду.
Затем добавили «коктейль-бар», где мыши могли наслаждаться клубничным молочным коктейлем, и тогда животные стали гораздо меньше внимания обычной еде, но бег в колесе не забросили.
«Животные любят [молочный коктейль], потому что обычный лабораторный корм им кажется очень скучным. Так что было действительно удивительно, что животные продолжали выбирать беговое колесо, несмотря на наличие еды и питья», — рассказала Пелег-Райбштейн.
Лечение препаратами, блокирующими сигнализацию нейропептида орексина, привело к тому, что мыши стали проводить значительно меньше времени за бегом и больше времени за питьем молочного коктейля, что указывает на роль орексина в расстановке приоритетов. Однако блокировка орексина не изменила поведение мышей, когда им предлагали только беговое колесо, а не молочный коктейль — и контрольные, и поучившие препарат мыши пробежали схожие расстояния. Аналогично мыши с нетронутой и заблокированной орексиновой системой выпили схожее количество молочного коктейля при отсутствии бегового колеса. Это значит, что нейроны орексина влияют на решение о выборе между едой и физическими упражнениями, а не на голод или желание двигаться.
Эти выводы подтвердила визуализация кальциевой сигнализации орексиновых нейронов: они активируются в тот момент, когда мышь принимает решение и перебегает от колеса к коктейлям или наоборот.
Исследование прояснило роль орексина: в отличие от других нейропептидов, которые снижают физическую активность и стимулируют пищевое поведение, он увеличивает и то, и другое. Поскольку агонисты орексина уже есть на рынке, разработка лекарств для регулирования пищевого поведения — дело скорого будущего.
«Но это только начало, — уверена Пелег-Райбштейн. — Если мы сможем понять и, возможно, манипулировать нейронами, которые, как мы знаем, лежат в основе такого выбора [между физической активностью и едой] — мы сможем улучшить наше здоровье».
