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基底前脑可能提供食物避免行为的线索

禁食24小时后,典型的实验室鼠标花费大量时间进食。令人惊讶的是,这并不是Jay M. Patel在研究老鼠基底前脑回路时所看到的。

当我加入Benjamin Arenkiel博士的实验室时,他们刚刚在基底前脑中发现了一组独特的回路,这是一个与下丘脑分开的区域,大脑区域通常根据您消耗的能量来调节您的摄入量。我想研究这些与大脑喂食中心相关的电路究竟在做什么。“Jay M. Patel,贝勒医学院神经科学医学科学家培训项目(MD / Ph.D.)的学生

Patel和他的同事利用尖端技术,包括显微内窥镜成像协议,首先研究了什么类型的刺激会激活电路。通过记录神经元的活动,Patel发现食物气味高度激活了由分子vGlut2的表达鉴定的基底前脑中的一部分神经元。

“这非常有趣,因为我们知道嗅觉可以促进食欲。例如,在闻到甜点之后,你可能想要吃它,即使你只是吃了一顿饭。或者相反,在闻到一个被宠坏的菜后你就赢了'吃掉它,即使你很饿,“帕特尔说。

虽然研究人员知道食物气味的感知本身会影响下丘脑的神经元活动,但尚不清楚气味感知是如何传递给下丘脑的。他们对新型vGlut2 +基底前脑电路可能提供答案的可能性感到兴奋。

令人惊讶的结果Patel和他的同事研究了在基底前脑中特异性激活vGlut2 +神经元的作用,并观察到小鼠中摄食行为的显着改变。“令人惊讶的是,在我们开始实验后四到五天,小鼠开始迅速减肥,”帕特尔说。

“他们甚至在饥饿时也没有吃东西,我们发现这种情况非常显着,因为动物被迫吃饭才能生存,”帕特尔说。有趣的是,进一步的实验表明,天然厌恶气味对vGlut2 +基底前脑神经元的影响比单独食物更强,从而引发小鼠的食物避免行为。研究人员确定动物的快速体重减轻不能通过代谢功能障碍来解释,因为他们发现实验组和对照组之间的垂体或甲状腺激素水平或葡萄糖,胰岛素或瘦素水平之间没有差异。老鼠因为停止进食而迅速减肥。

“似乎这些动物都害怕食物,”帕特尔说。“即使他们饿了,他们还是避开放置食物的地方。”

“我们已经确定了由基底前脑中的vGlut2 +神经元驱动的大脑回路,当它活跃时抑制食欲,并在它不活动时刺激进食行为,”Patel说。“我们还确定,这个由只有几千个参与感知外部世界的神经元组成的电路与下丘脑调节的摄食行为相互联系并超越它。”

“我们认为这项工作具有超越摄食行为和小鼠生理学的潜在影响,”Arenkiel说,他是神经科学,分子和人类遗传学副教授,也是贝勒的McNair学者。他还是德克萨斯儿童医院Jan and Dan Duncan神经病学研究所的成员。“这条赛道高度关注我们的大脑如何感知外部世界,并将这些信息传递给下丘脑,从而与生理学方面相关联,如喂养,这与与许多神经精神疾病相关的饮食失调有关。”

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