一项在老鼠身上进行的研究揭示了失控的神经生物学机制
UPF的研究人员与美因茨大学(德国)、基因组调控中心、卡哈尔研究所、约翰内斯·古登堡大学(德国)、巴塞罗那自治大学和德尔马医院的研究人员合作,首次确定了大脑中某些皮层区域参与对食物摄入的失控。这项研究在啮齿动物中进行,并于今天发表在自然通讯在美国,他们发现了大脑皮层对食物成瘾至关重要的回路中的一种特殊机制,即失去对摄入的控制。这项研究由科学家Rafael Maldonado, Elena Martín-García和Beat Lutz领导。
这种上瘾与失去控制有关食物摄入量这与肥胖和饮食失调有关,而肥胖和饮食失调在世界范围内的患病率正在上升。失去对食物摄入的控制会产生重大的社会经济影响,目前还没有有效的治疗方法,它与糖尿病有共同的神经生物学机制药物成瘾.这两种脑部疾病都是慢性的、多因素的、复杂的,是多种基因和环境因素相互作用的结果。
在这项新的研究中,研究人员已经确定了允许对食物上瘾行为发展的神经生物学机制。为此,他们使用了一个啮齿动物模型,该模型模拟了与人类上瘾相关的行为异常,并导致对食物摄入失去控制:对食物的高度动机和冲动,以及强迫性地寻找食物,尽管这种行为有负面影响。他们使用创新工具在遗传、细胞和行为水平上描述了对这种疾病的恢复力和脆弱性的特征。
该研究的另一个发现是皮层水平的D2多巴胺受体在食物成瘾中的作用。这种受体由于其作用于皮层下区域和大脑皮层,以前被认为与药物成瘾有关大脑边缘系统在特定的。这项研究首次确定了食物成瘾如何在前额叶皮层产生多巴胺D2受体基因的过度表达,这种过度表达直接涉及对食物摄入的失控。
识别某一特定皮层区域的失控食物摄入可能对预防和治疗这种疾病有好处。皮层区域是控制行为的最高等级的大脑结构,因此代表了对治疗非常感兴趣的大脑区域,”UPF实验和健康科学系(DCEXS)神经药理学实验室-神经phar主任Rafael Maldonado提出。
他们证明,回路的激活能更好地控制强化,而回路活性的降低则会导致抑制控制的丧失,并使动物更容易产生上瘾行为。他补充说:“因此,我们认为这种疾病的一个可能的治疗靶点可能是刺激大脑回路,目前我们已经掌握了相当精确的技术。”这篇文章为关于存在的争论提供了更多的科学证据食物上瘾.“目前关于如何对这种重要的行为障碍进行分类存在一些争议,我们的发现加强了这种成瘾存在并与药物有共同特征的观点。上瘾."
决策的皮层控制
他们描述的神经生物学机制之一是回路从前额叶皮层转移到伏隔核,即从皮层区域转移到与奖赏和快乐相关的边缘系统区域。“我们注意到,上瘾的动物在这一特定回路中表现出活动的减少,而有弹性的动物回路更活跃,”埃琳娜解释说Martín-García。
过去研究最多的与成瘾相关的机制是那些与边缘系统相关的机制,更原始电路与奖励系统有关。进食导致伏隔核中多巴胺的增加,而伏隔核提供快乐。“然而,在这项研究中,我们专注于较少研究的部分,即更高层次的决策,即这个系统是如何由皮层区域控制的,”文章的第一作者劳拉·多明戈(Laura Domingo)说。
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