Kuinka aivomme kertovat meille, että olemme janoisia?
Uusi tutkimus kartoittaa aivopiirit, jotka kertovat meille, milloin meidän on juotava vettä, ja milloin meillä on ollut tarpeeksi. Tutkimus paljasti neurohierarkian stimuloimalla ja tukahduttamalla juomahiiriä.
Jano tunne on tunne, jonka kaikki ja kaikki eläimet tuntevat.
Se on niin yleinen kokemus, että harvat meistä miettivät sitä. Mutta neurotieteilijät kiehtovat sitä.
Organismin selviytymisen suhteen jano on uskomattoman tärkeä. Eläin, joka ei ota nesteitä tarpeen mukaan, ei ole elossa pitkään.
Ilman vettä suurin osa kehon prosesseista tarttuu kiinni, ja ihmisillä kuolema seuraa muutamassa päivässä.
Vaikka ajatus siitä, että aivomme pystyvät havaitsemaan kehon vesitasot ja ajamaan haluaksemme juoda, ei ole uusi, sen takana oleva tarkka neurotiede on vasta hitaasti toteutumassa.
Viimeisimmän tutkimuksen janomekanismin tutkimiseksi suoritti biologian apulaisprofessori Yuki Oka Caltechissa Pasadenassa, Kaliforniassa. Tulokset julkaistiin tällä viikolla vuonna Luonto.
Janoiset aivot
Tällä alalla on jo tehty jonkin verran työtä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että esiaivojen arkkimainen rakenne, lamina terminalis (LT), on tärkeä jano-säätelyssä. LT koostuu kolmesta osasta: organum vasculosum laminae terminalis (OVLT), subfornical elin (SFO) ja mediaani preoptinen ydin (MnPO).
Suurin osa aivoista erotetaan verenkierrosta veri-aivoesteen avulla. Muiden roolien ohella tämä kalvo suojaa aivoja patogeeneiltä, kuten bakteereilta. Mutta SFO ja OVLT ovat epätavallisia; niitä ei suojaa veri-aivoesteet ja ne voivat suoraan koskettaa verenkiertoa.
Tämä suora yhteydenpito veren kanssa antaa heille mahdollisuuden arvioida natriumpitoisuutta, joten veren "suolaisuus" on hyvä osoitus eläimen nesteytyksestä.
Aikaisempi työ on jo osoittanut, että LT sisältää herättäviä neuroneja. Kun niitä stimuloidaan hiiressä, se saa aikaan juomiskäyttäytymisen.
Tässä uudessa tutkimuksessa tutkijat havaitsivat, että MnPO on erityisen tärkeä, koska ydin saa virittävän panoksen SFO: lta, mutta ei päinvastoin.
He osoittivat, että kun MnPO: n "kiihottavat neuronit on vaimennettu geneettisesti, SFO: n tai OVLT: n stimulointi" ei enää tuota juomiskäyttäytymistä hiirissä.
Jano hierarkia
Tämä tutkimus on ensimmäinen, joka kuvaa LT: n hierarkkista organisaatiota: MnPO kerää tietoja SFO: lta ja OVLT: ltä ja välittää ne muille aivokeskuksille juomatoiminnan käynnistämiseksi.
Tutkijat pyrkivät myös vastaamaan toiseen juomakäyttäytymistä koskevaan kysymykseen: mistä tiedämme, milloin lopettaa? Professori Oka selittää ongelman sanomalla: "Kun olet dehydratoitu, voit syödä vettä useita sekunteja ja tunnet olevasi tyytyväinen."
"Kuitenkin", hän lisää, "veressäsi ei ole vielä vettä, se kestää yleensä noin 10-15 minuuttia. Siksi SFO ja OVLT eivät pystyisi havaitsemaan veren nesteytystä pian juomisen jälkeen. Siitä huolimatta aivot tietävät jotenkin, milloin lopettaa juominen jo ennen kuin keho on täysin nesteytetty. "
Tämä päättelee, että on olemassa toinen, nopeampi signaali, joka kertoo aivoille lopettaa juominen. Tutkimukset ovat osoittaneet, että LT: n virityshermot hiljenevät, kun hiiri alkaa juoda, mutta miten tämä tapahtuu, ei tiedetä.
Professori Oka ja tiimi osoittivat, että MnPO: n estävät neuronit reagoivat juomisen fyysiseen toimintaan ja tukahduttavat aktiivisuuden SFO-jano-neuroneissa. Mielenkiintoista on, että estävät neuronit tekevät työnsä vastauksena nesteiden - eikä ruoan - nauttimiseen.
He uskovat, että tämä ero nesteiden ja kiintoaineiden välillä on mahdollista tarkkailemalla orofarynxin liikettä, joka on nielemismekanismiin liittyvä kurkun osa. Sen aktiivisuus juomisen aikana on erilainen kuin syöminen.
"Kun olet todella janoinen ja nielet nopeasti nestettä, kurkku liikkuu tietyllä tavalla, joka eroaa ruoan syömisestä. Uskomme, että estävä populaatio reagoi tähän nopeasti nauttivan veden liikkeeseen. "
Johtava tutkimuksen kirjoittaja Vineet Augustine, jatko-opiskelija
Lisää oppia
Tulokset lisäävät ymmärrystämme monimutkaisesta vuorovaikutusten verkostosta, joka kertoo meille, kun meidän on juotava. Mutta tutkimuksen tekijöiden mukaan opittavaa on vielä paljon.
Kuten professori Oka selittää, "Löytämämme estosignaalit ovat aktiivisia vain juomisen aikana. Kylläisyyden tunne kestää todellakin paljon kauemmin. Tämä osoittaa, että MnPO: ta estävät neuronit eivät voi olla ainoa jano-kylläisyyden lähde. "
"Tämä on tulevaisuuden tutkimuksen aihe."
Tietenkin tutkimus tehtiin hiirillä, mutta samanlaisia alueita löytyy ihmisen aivoista. Siksi tutkijat uskovat, että havainnot soveltuvat myös meihin.
