Czy pamięć może wpływać na to, co i ile jemy? Przełomowe badanie Monell Chemical Senses Center, które powiązało pamięć o jedzeniu z przejadaniem się, udzieliło na to pytanie zdecydowanej odpowiedzi: „Tak”. Zespół badawczy kierowany przez dr. Guillaume’a de Lartigue’a, członka Monell Associate, po raz pierwszy zidentyfikował układ pamięci w mózgu specyficzny dla jedzenia oraz jego bezpośrednią rolę w przejadaniu się i otyłości wywołanej dietą.
Opublikowane w czasopiśmie Nature Metabolism badanie opisuje specyficzną populację neuronów w mózgu myszy, które kodują wspomnienia związane z cukrem i tłuszczami, wywierając głęboki wpływ na spożycie pokarmu i masę ciała. „W dzisiejszym świecie jesteśmy nieustannie bombardowani reklamami i bodźcami środowiskowymi, które przypominają nam o przyjemnych doświadczeniach związanych z jedzeniem” – powiedział dr de Lartigue. „Zaskakujące jest to, że udało się nam zidentyfikować specyficzną populację neuronów w hipokampie, które nie tylko tworzą te wspomnienia, ale również kierują naszymi zachowaniami żywieniowymi. To odkrycie może mieć istotne implikacje dla masy ciała i zdrowia metabolicznego”.
Neurony jako ślad pamięci
Te neurony kodują wspomnienia o przestrzennym położeniu pokarmów bogatych w składniki odżywcze, działając jako „ślad pamięci”, szczególnie dla cukru i tłuszczów. Wyłączenie tych neuronów zaburza zdolność zwierząt do przypominania sobie wspomnień związanych z cukrem, zmniejsza spożycie cukru i zapobiega przybieraniu na wadze, nawet gdy zwierzęta są narażone na diety sprzyjające otyłości. Z kolei ponowne aktywowanie tych neuronów wzmacnia pamięć o jedzeniu, zwiększa spożycie pokarmu i pokazuje, jak wspomnienia o jedzeniu wpływają na zachowania żywieniowe.
Wpływ wspomnień na zachowania żywieniowe
Odkrycie wprowadza dwa nowe pojęcia: po pierwsze, dowód na to, że specyficzne neurony w mózgu przechowują wspomnienia związane z jedzeniem, a po drugie, że wspomnienia te bezpośrednio wpływają na spożycie pokarmu. „Choć nie jest zaskakujące, że pamiętamy przyjemne doświadczenia związane z jedzeniem, długo zakładano, że wspomnienia te mają niewielki wpływ na zachowania żywieniowe” – zauważa dr de Lartigue. „Najbardziej zaskakujące jest to, że zahamowanie aktywności tych neuronów zapobiega przybieraniu na wadze, nawet w odpowiedzi na diety bogate w tłuszcze i cukry”.
Niedoceniana rola pamięci
Pamięć często jest pomijana jako kluczowy czynnik wpływający na spożycie pokarmu, jednak badanie to pokazuje bezpośrednie powiązanie między pamięcią a metabolizmem. Co odróżnia to odkrycie od innych badań związanych z pamięcią, to jego implikacje dla zrozumienia zdrowia metabolicznego. Usunięcie neuronów reagujących na cukier w hipokampie myszy nie tylko zakłóca pamięć, ale także zmniejsza spożycie cukru i chroni przed przyrostem masy ciała, nawet gdy zwierzęta są narażone na diety bogate w cukier. To podkreśla bezpośredni związek między pewnymi obwodami mózgowymi zaangażowanymi w pamięć a zdrowiem metabolicznym, który dotąd był w dużej mierze pomijany w badaniach nad otyłością.
„Układy pamięci w hipokampie ewoluowały, by pomagać zwierzętom lokalizować i zapamiętywać źródła pożywienia kluczowe dla przetrwania” – powiedział Mingxin Yang, doktorant na Uniwersytecie Pensylwanii, pierwszy autor badania. „W nowoczesnym środowisku, gdzie jedzenie jest obfite, a bodźce są wszechobecne, te obwody pamięci mogą napędzać przejadanie się, przyczyniając się do otyłości”.
Specyficzne, lecz niezależne obwody
Kolejne ważne odkrycie to wysoka specyficzność wspomnień związanych z jedzeniem. Neurony reagujące na cukier kodują i wpływają wyłącznie na wspomnienia i spożycie cukru, podczas gdy neurony reagujące na tłuszcze wpływają jedynie na spożycie tłuszczów. Neurony te nie mają wpływu na inne rodzaje pamięci, takie jak pamięć przestrzenna dla zadań niezwiązanych z jedzeniem.
„Specyfika tych obwodów jest fascynująca” – podkreśla de Lartigue. „Podkreśla ona, jak precyzyjnie mózg łączy jedzenie z zachowaniem, umożliwiając zwierzętom rozróżnianie różnych źródeł składników odżywczych w ich środowisku”. Istnienie oddzielnych typów neuronów, które kodują pamięć o pokarmach bogatych w tłuszcze i pamięć o pokarmach bogatych w cukry, wskazuje, że te systemy ewoluowały, ponieważ naturalne produkty spożywcze rzadko zawierają jednocześnie tłuszcze i cukry.
Perspektywy leczenia otyłości
Wyniki badania otwierają nowe możliwości w leczeniu przejadania się i otyłości. Dzięki celowaniu w obwody pamięci w hipokampie można potencjalnie zakłócać mechanizmy pamięciowe wywołujące spożycie niezdrowych, wysokokalorycznych produktów.
„Te neurony są kluczowe dla łączenia bodźców sensorycznych z przyjmowaniem pokarmu” – powiedział dr de Lartigue. „Ich zdolność do wpływania zarówno na pamięć, jak i metabolizm sprawia, że są one obiecującym celem w leczeniu otyłości w dzisiejszym świecie pełnym łatwo dostępnego jedzenia”.
Badanie to zostało przeprowadzone we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu Pensylwanii i Uniwersytetu Południowej Kalifornii oraz wsparte przez National Institutes of Health i American Heart Association.
Źródło: Nature Metabolism
DOI: 10.1038/s42255-024-01194-6
