Нейрони ядерної зони мозку пригнічують голод і зменшують задоволення від їжі.
Почуття голоду, почуття ситості, апетит і взагалі харчова поведінка регулюється складною системою гормонів і нервових центрів. Щоб увімкнути почуття голоду, мозок повинен знати поточні енергетичні витрати, співвідносячи їх з енергетичними запасами, а під час їжі той же мозок повинен вчасно відчути сигнали від травної системи і вчасно придушити апетит. Якщо якийсь гормон або нервовий центр почне барахлити, це може обернутися патологічним зниженням апетиту або, навпаки, патологічним підвищенням. У другому випадку людина буде хронічно переїдати, а значить, накопичувати надлишок жиру, а де надлишок жиру, там недалеко і до діабету з серцево-судинними хворобами.
Один з харчових розладів, при якому людина починає занадто багато їсти, називається синдромом Прадера-Віллі. Це спадкова генетична аномалія, пов'язана з великим хромосомним дефектом; у синдрому Прадера-Віллі багато проявів, і один з найбільш характерних - схильність до переїдання, яка проявляється вже в ранньому дитинстві. Співробітники Пенсільванського університету вивчали активність мозку у людей із синдромом: їм показували картинки з їжею, поки вони перебували в апараті магнітно-резонансної томографії. Для порівняння такий же експеримент поставили зі звичайними людьми, і виявилося, що одна з найпомітніших відмінностей в роботі мозку у людей з синдромом і у людей без синдрому проявляється в тому, що у людей з синдромом при роздивлянні їжі слабше працюють нейрони в невеликій зоні біля основи мозочка, там, де знаходяться так званий глибинні мозочкові ядра.
Наступні експерименти ставили вже з мишами: нейрони ядерної зони мозку забезпечили хімічними мітками, тож нейрони можна було активувати спеціальними препаратами. І коли їх активували, миші менше їли. При цьому не змінювалася ні частота прийомів їжі, ні жадібність, з якою тварини накидалися на їжу - просто миші кожен свій перекус закінчували раніше, ніж зазвичай. Тобто, як пишуть автори роботи в своїй статті в Nature, мозочок обмежував тривалість прийому їжі - простіше кажучи, змушував раніше встати з-за столу. Причому, що цікаво, цей ефект не залежав ні від того, наскільки голодна або сита була миша і смачна була їжа.
Дослідникам вдалося визначити, які саме нейрони в ядерній зоні мозочка тут спрацьовують і на кого вони діють. Нейронні ланцюжки і нервові центри, що регулюють харчову поведінку, діляться на дві частини: одні змушують нас їсти, тому що це потрібно, тому що мало енергії, тому що ми відчуваємо голод, інші - тому що ми хочемо отримати задоволення. Відмінність між «потрібно» і «хочемо» багато в чому умовне, тому що ті й інші нервові центри працюють у зв'язці один з одним. Проте бажання поїсти для задоволення пов'язане, наприклад, з системою підкріплення, або системою винагороди, чиї нейронні ланцюги працюють на дофаміні, а бажання поїсти від гострого голоду - з гіпоталамусом, одним з головних наглядачів за обміном речовин в організмі.
Виявилося, що мозочок діє і на те, і на інше. У гіпоталамусі є нейрони, які синтезують нейропептид AgRP (Agouti-related protein). AgRP називають одним з гормонів голоду - він викликає гостре бажання поїсти. Але якщо в мозочку активувати ті самі нейрони в зоні глибинних ядер, то вони придушать роботу AgRP-нейронів у гіпоталамусі. Водночас, активуючи нейрони мозку, дослідники підвищували фоновий рівень дофаміну в одному з центрів системи підкріплення, одному з тих, який відповідає за задоволення від їжі. Одночасно ті ж нейрони мозку зменшували миттєві викиди дофаміну у відповідь на прийом їжі. Тобто мозок відчував, що дофаміну, по-перше, і так багато, а по-друге, що їжа не так вже сильно його підвищує. У результаті бажання поїсти заради задоволення теж притуплялося.
Наскільки можна використовувати мозочок, щоб лікувати від переїдання та ожиріння, поки неясно. По-перше, тут потрібно діяти строго на певні нейрони, по-друге, система підкріплення з дофаміном задіяна в різних процесах, і потрібно ще переконатися, що, подіявши на рівень дофаміну, ми не вплинемо, наприклад, на мотивацію до навчання. У той же час не можна не відзначити, що мозочку в останні роки додають все більше і більше функцій. Минули ті часи, коли його розглядали тільки як керуючого координацією рухів. Тепер ми знаємо, що він задіяний у творчих когнітивних процесах, що він потрібен для спілкування, що він допомагає переробляти спирт і заодно, як бачимо, рятує від переїдання.