La necesidad de satisfacer el hambre es primordial, pero, como sabe cualquier persona que hace dieta, las elecciones sobre cuándo y qué comer pueden estar influenciadas por señales en el medio ambiente, no solo por cuánto tiempo ha pasado desde el desayuno. El hecho de que la comidaseñales visuales asociadas en comerciales de televisión y en carteles de carretera pueden contribuir a comer en exceso está bien documentado. Pero, ¿cómo exactamente estas señales externas provocan antojos e influyen en el comportamiento?
Al desarrollar un nuevo enfoque para obtener imágenes y manipular grupos particulares de neuronas en el cerebro del ratón, los científicos del Centro Médico Deaconess de Beth Israel BIDMC han identificado una vía por la cual las neuronas que provocan el hambre influyen en las neuronas distantes involucradas en la decisión de sino reaccionar a las señales relacionadas con los alimentos. Sus hallazgos podrían abrir la puerta a las terapias dirigidas que amortiguan los antojos provocados por las comidas en personas con obesidad. La investigación fue publicada en línea hoy en la revista Naturaleza .
"La pregunta principal que nos hacíamos es: ¿cómo influyen las neuronas evolutivamente antiguas que promueven el hambre en la base del cerebro, en el hipotálamo, en las áreas 'cognitivas' del cerebro para ayudarnos a encontrar y comer alimentos ricos en calorías en un complejo y¿Cambiando el mundo? ", dijo el autor co-corresponsal Mark Andermann, PhD, Profesor Asistente de Medicina en la División de Endocrinología, Diabetes y Metabolismo en BIDMC y Profesor Asistente en la Escuela de Medicina de Harvard HMS.
"En pocas palabras, cuando tienes hambre, la imagen de una hamburguesa con queso puede ser extremadamente atractiva y efectiva para influir en tu comportamiento", explicó el autor principal, Yoav Livneh, PhD, becario postdoctoral en BIDMC. "Pero si tu barriga estállena después de comer una gran comida, la misma imagen de hamburguesa con queso será poco atractiva. Creemos que la vía que descubrimos desde las neuronas que promueven el hambre a una región del cerebro llamada corteza insular juega un papel importante aquí ".
Los datos de imágenes cerebrales en humanos respaldan la noción de que la corteza insular está involucrada en decidir si vale la pena buscar una fuente de alimento. En humanos sanos, la corteza insular aumenta su actividad en respuesta a señales de comida durante el hambre pero no después de una comida.Los estudios sugieren que este proceso a menudo sale mal en pacientes con obesidad u otros trastornos alimentarios que exhiben antojos excesivos. Esos hallazgos indican que los cambios específicos en la actividad cerebral, incluida una mayor sensibilidad a las señales alimentarias, pueden ser la base de estos trastornos, en lugar de una falta defuerza de voluntad'.
En su estudio, Livneh, Andermann y el coautor correspondiente Bradford B. Lowell, MD, PhD, Profesor de Medicina en la División de Endocrinología, Diabetes y Metabolismo en BIDMC y Profesor de Medicina en HMS, y sus colegas se centraron en el insularcorteza, utilizando un modelo de ratón. Debido a que la corteza insular del ratón se encuentra al costado del cerebro en un lugar difícil de alcanzar, Andermann, Lowell, Livneh y sus colegas fueron pioneros en el uso de un pequeño periscopio que les permitió ver neuronas enEsta parte previamente no observable del cerebro. La herramienta permitió a los investigadores monitorear y rastrear neuronas individuales en ratones despiertos mientras respondían a señales de alimentos en estados fisiológicos saciados y hambrientos.
Sus experimentos demostraron que las señales visuales asociadas con la comida activarían específicamente un cierto grupo de neuronas en la corteza insular de ratones hambrientos, y que estas neuronas eran necesarias para que los ratones respondieran conductualmente a las señales de comida. Después de que los ratones habían comido hasta que estaban llenos, esta respuesta cerebral a las señales de los alimentos en la corteza insular ya no estaba presente. Mientras los ratones todavía estaban saciados, los investigadores utilizaron técnicas genéticas para crear hambre artificialmente 'activando' las neuronas que promueven el hambre en el hipotálamo. Estas neuronas expresan el genpara la proteína relacionada con Agouti AgRP y se demostró previamente que restauraban los comportamientos de alimentación simples.Al activar estas neuronas AgRP, Livneh y sus colegas hicieron que los ratones saciados reaccionaran una vez más a los estímulos visuales y buscaran más alimentos, y también restauraron el patrón de los alimentos.Indique las respuestas visuales a través de las neuronas en la corteza insular a las observadas previamente en ratones hambrientos.
"Estas neuronas AgRP causan hambre, son la neurona del hambre por excelencia", explicó Lowell. "Es un gran avance aprender que podemos activarlas artificialmente y hacer que los ratones llenos trabajen para conseguir comida y comer como si fueranno había comido en mucho tiempo. Estas neuronas parecen capaces de causar un conjunto diverso de comportamientos asociados con el hambre y la alimentación ".
Según su investigación, también puede ser posible reducir la ruta específica desde las neuronas AgRP a la corteza insular y reducir la atención excesiva a las señales de alimentos en el medio ambiente, idealmente sin afectar la alimentación deliberada a la hora de las comidas. Esta hipótesis requiere más investigación, subrayan los investigadores, pero tiene implicaciones interesantes para el tratamiento de la obesidad humana y otros trastornos alimentarios.
Con su visión sin precedentes de la corteza insular, el equipo de Andermann y Lowell creó un mapa de ruta de los circuitos cerebrales mediante el cual las neuronas AgRP relacionadas con el hambre finalmente influyen en la corteza insular. Utilizando métodos genéticos y ópticos potentes para encender y apagar células individuales a voluntad, el equipo pudo observar los efectos tanto en las neuronas aguas abajo como en el comportamiento. Los circuitos que revelaron incluyen la amígdala, que se cree que actualiza el valor de las señales alimentarias, y el tálamo paraventricular, que también es importante para los comportamientos motivados. Los investigadores sugieren la vía.puede sesgar la toma de decisiones al aumentar las ventajas y disminuir las desventajas de buscar y comer un alimento determinado.
"Todavía estamos tratando de entender cómo funciona este proceso", dijo Lowell. "Quedan grandes preguntas, pero ahora son abordables gracias a estos nuevos métodos de imágenes".
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Materiales proporcionado por Centro Médico Beth Israel Deaconess . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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