Kuidas meie aju ütleb meile, et meil on janu?
Uus uuring kaardistab aju ahelad, mis ütlevad meile, millal peame vett jooma, samuti kui meil on piisavalt. Uuringud paljastasid närvihierarhia, stimuleerides ja surudes alla hiirtel joomise soovi.
Janu tunne on tunne, mida tunnevad kõik ja kõik loomad.
See on nii tavaline kogemus, et vähesed meist mõtlevad sellele. Kuid neuroteadlased on sellest lummatud.
Organismi ellujäämise suhtes on janu tohutult oluline. Loom, kes ei võta vedelikke, kui tal seda vaja on, ei ole kaua elus.
Ilma veeta haarab enamus kehas toimuvaid protsesse ja inimestel järgneb surm mõne päeva jooksul.
Ehkki idee, et meie aju suudab tuvastada veetaset kehas ja tekitada soov jooma, ei ole uus, on selle taga olev täpne neuroteadus alles aeglaselt välja töötatud.
Kõige värskema janu mehhanismi uurimise uuringu viis läbi CA Pasadenas Caltechi bioloogia dotsent Yuki Oka. Tulemused avaldati sel nädalal aastal Loodus.
Janu aju
Selles valdkonnas on juba mõned tööd tehtud. Uuringud on näidanud, et esiaju lehelaadne struktuur, lamina terminalis (LT), on janu reguleerimisel oluline. LT koosneb kolmest osast: organum vasculosum laminae terminalis (OVLT), subfornikaalne organ (SFO) ja keskmine preoptiline tuum (MnPO).
Suurem osa ajust eraldatakse vereringest aju-vere barjääriga. Kõigi teiste rollide kõrval kaitseb see membraan aju patogeenide, näiteks bakterite eest. Kuid SFO ja OVLT on ebatavalised; neid ei kaitse vere-aju barjäär ja nad saavad vereringega otse ühendust võtta.
See otsene suhtlus verega võimaldab neil hinnata naatriumi kontsentratsiooni, nii et vere "soolasus" on hea näitaja selle kohta, kui loom on hüdreeritud.
Varasemad tööd on juba näidanud, et LT sisaldab ergastavaid neuroneid. Kui neid ergutatakse hiirega, kutsub see esile joomiskäitumise.
Selles uues uuringus leidsid teadlased, et MnPO on eriti oluline, kuna tuum saab SFO-st ergutavat sisendit, kuid mitte vastupidi.
Nad näitasid, et kui MnPO “ergutavad neuronid on geneetiliselt vaigistatud, ei tekita SFO või OVLT stimuleerimine enam hiirtel joomist.
Janu hierarhia
See uuring kirjeldab esimesena LT hierarhilist organisatsiooni: MnPO kogub teavet SFO-lt ja OVLT-lt ning edastab selle teistele ajukeskustele joomise käivitamiseks.
Teadlased lähevad ka mõnele teisele joomiskäitumisega seotud küsimusele vastamiseks: kuidas me teame, millal lõpetada? Prof Oka selgitab meeletust, öeldes: "Kui olete dehüdreerunud, võite mitu sekundit vett alla võtta ja tunnete end rahulolevana."
"Kuid," lisab ta, "sel hetkel ei ole teie verd veel veetustatud: see võtab tavaliselt umbes 10 kuni 15 minutit. Seetõttu ei suuda SFO ja OVLT varsti pärast joomist tuvastada vere rehüdratsiooni. Sellegipoolest teab aju kuidagi enne joomise lõpetamist juba enne, kui keha on täielikult rehüdreeritud. ”
See järeldab, et on veel üks kiirem signaal, mis annab ajule teada joomise lõpetamisest. Uuringud on näidanud, et LT-s ergastuvad neuronid vaigistuvad, kui hiir jooma hakkab, kuid kuidas see täpselt juhtub, pole teada.
Prof. Oka ja meeskond näitasid, et MnPO inhibeerivad neuronid reageerivad joomise füüsilisele toimele ja pärsivad aktiivsust SFO janu neuronites. Huvitaval kombel teevad inhibeerivad neuronid oma tööd ainult vastusena vedelike - ja mitte toidu - sissevõtmisele.
Nad usuvad, et selline vedelike ja tahkete ainete eristamine on võimalik neelamismehhanismis osaleva kurgu osa jälgiva orofarünksi liikumise jälgimisega. Selle aktiivsus joomise korral erineb söömisest.
„Kui olete tõesti janu ja võtate kiiresti vedelikku, liigub kurk teatud viisil, mis erineb toidu söömisest. Me arvame, et inhibeeriv populatsioon reageerib sellele kiiresti neelatava vee liikumisele. "
Juhtiv uuringu autor Vineet Augustine, kraadiõppur
Veel õppida
Tulemused lisavad meie arusaama koostoime keerukast võrgustikust, mis annab meile teada, millal peame jooma. Kuid uuringu autorite sõnul on veel palju õppida.
Nagu prof Oka selgitab: „Avastatud pärssivad signaalid on aktiivsed ainult joomise ajal. Küll aga kestab küllastustunne palju kauem. See näitab, et MnPO pärssivad neuronid ei saa olla ainsaks janu küllastuseks. "
"See on tulevaste uuringute teema."
Loomulikult viidi uuring läbi hiirtel, kuid sarnaseid piirkondi võib leida ka inimese ajust. Seetõttu usuvad teadlased, et leiud on rakendatavad ka meile.
