Вы когда-нибудь задумывались, почему просмотр еды может вызвать чувство голода?? Визуализируя нейронную активность в определенных областях мозга рыбок данио, ученые из Национального института генетики (NIG) в Японии обнаружили прямую связь между визуальным восприятием пищи и мотивацией кормления. Исследование, опубликованное в выпуске журнала Nature Communications от 20 апреля 2017 г., предполагает, что "есть глазами" глубоко укоренился в эволюции.
"У позвоночных животных пищевое поведение регулируется областью мозга, называемой гипоталамусом. Центр питания гипоталамуса объединяет информацию о потребностях организма в энергии и наличии пищевых продуктов в окружающей среде. Данио, как и люди, в основном используют зрение для распознавания пищи или добычи. Неизвестно, как гипоталамус получает визуальную информацию о добыче. Мы впервые продемонстрировали, что нейроны в гипоталамусе действительно реагируют на вид добычи. Затем мы искали нейроны в зрительной системе, которые реагировали на добычу, и обнаружили нейроны «детектора добычи» в области, называемой претектумом. Кроме того, мы обнаружили прямую нейронную связь, соединяющую нейроны детектора добычи с гипоталамическим центром питания," Доктор. Муто, ведущий автор исследования, объяснил.
Ключом к этому открытию стал недавний прогресс в разработке и усовершенствовании высокочувствительного генетически кодируемого кальциевого индикатора GCaMP, который можно использовать для мониторинга активности нейронов в форме кальциевых сигналов. Другим важным фактором является способность контролировать конкретные нейроны, в которых экспрессируется GCaMP. Это было критически важно для записи различных сигналов кальция от идентифицируемых нейронов.
Проф. Каваками, старший автор, управляет объектом для рыбок данио, содержащим тысячи аквариумов, каждый из которых содержит генетически разных рыб, которые могут включать или управлять экспрессией GCaMP в разных типах клеток в головном мозге или в теле. Эта коллекция линий рыб-водителей используется исследователями по всему миру для изучения тканей и типов клеток. Из почти 2000 таких линий рыб-водителей в лаборатории две сыграли важную роль в текущем исследовании: одна для визуализации нейронов детектора добычи, а другая для центра кормления в гипоталамусе.
"Успешная визуализация мозга стала возможной благодаря развитию наших генетических ресурсов, над которыми я потратил более 20 лет. В этом сила генетики рыбок данио. Эта работа демонстрирует успешное применение наших генетических ресурсов в изучении функции мозга," Проф. Каваками сказал.
"Наше исследование демонстрирует, насколько тесно визуальное восприятие пищи связано с мотивационным пищевым поведением у позвоночных животных. Это важный шаг к пониманию того, как кормление регулируется и может регулироваться как в нормальных условиях, так и при нарушениях кормления," Доктор. Муто сказал.