Обнаружен сигнал блуждающего нерва, связывающий пищу с формированием памяти

Фото из открытых источников

Еда играет важную роль во многих важных моментах нашей жизни, будь то торжественные мероприятия, такие как свадебный банкет, или более скромные, например, пикник на выходных, обед или семейный ужин.

Новое исследование предполагает, что хорошая еда может быть не просто дополнением к особым случаям: она может даже напрямую стимулировать работу мозга по формированию памяти, помогая сохранять важные воспоминания.

Биолог Скотт Каноски из Университета Южной Калифорнии возглавил исследование, недавно опубликованное в журнале Nature Communications, которое предполагает, что пища может в буквальном смысле влиять на формирование памяти посредством цепочки нервных сигналов.

В ходе серии экспериментов на крысах Каноски и его команда обнаружили, что после питательной пищи сигнал передается по блуждающему нерву из кишечника в мозг. Этот сигнал достигает нейронов в медиальной перегородке, области мозга, которая влияет на активность в гиппокампе.

Учёным уже было известно, что воспоминания кодируются в гиппокампе, когда нейроны медиальной перегородки высвобождают нейромедиатор, называемый ацетилхолином. Но они не знали, что происходящее в кишечнике — о чем сообщается в мозг через блуждающий нерв — может влиять на высвобождение ацетилхолина вплоть до медиальной перегородки. Оказывается, по крайней мере у крыс, формирование памяти в значительной степени зависит от того, что происходит в кишечнике.

Исследователи использовали волоконно-оптическую фотометрию для наблюдения за активностью определенных клеток мозга у крыс, получавших разную диету. В одном из экспериментов некоторым крысам давали раствор с жиром или сахаром, а другим — аналогичный сладкий раствор с низким содержанием калорий или вовсе без калорий.

У животных, которые употребляли жиры и сахара, наблюдалась более выраженная активность мозга, связанная с памятью, даже после еды. Это говорит о том, что именно потребление калорий, а не сам процесс еды или её вкус, влияет на эту цепочку передачи сигналов памяти между кишечником и мозгом.

«Пищевое поведение динамически увеличивает высвобождение ацетилхолина в гиппокампе, и этот уровень остается повышенным после приема пищи», — пишут Каноски и его команда. «Эти эффекты устраняются либо путем абляции афферентных нейронов блуждающего нерва, либо путем удаления нейронов медиальной перегородки, содержащих ацетилхолин».

Иными словами, когда исследователи вмешались в каналы связи, эта специфическая взаимосвязь между пищей и высвобождением ацетилхолина исчезла.

«Мы считаем, что этот механизм, вероятно, эволюционировал, чтобы помочь животным запоминать важную информацию об источниках пищи», — говорит соавтор исследования Логан Лауэр.

Однако высококалорийная и жирная диета не всегда приводила к улучшению памяти.

Когда крысам в раннем возрасте давали западную «нездоровую» диету, состоящую из высокожирного и высокосахарного корма, а также картофельных чипсов, конфет с арахисовым маслом и кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы, эта специфическая система передачи сигналов ацетилхолина ослабевала.

Даже когда в более позднем возрасте их снова стали кормить более здоровой пищей, у них возникали трудности с задачами на запоминание.

То, что что-то работает определенным образом у крысы, не означает, что это будет работать так же у человека, хотя, поскольку мы, млекопитающие, имеем общую эволюционную историю, между нами часто наблюдается значительное совпадение.

Кроме того, исследование проводилось только на самцах крыс, что делает его результаты еще менее применимыми в более широком контексте. Дальнейшие исследования, направленные на устранение этих ограничений, могут помочь в поиске способов улучшения передачи сигналов между кишечником и мозгом у человека.

«Нарушение передачи сигналов ацетилхолина в гиппокампе является одним из самых ранних нейрохимических изменений при болезни Альцгеймера», — говорит Каноски. «Выявив, что эта система усиливается сигналами из кишечника, передаваемыми от блуждающего нерва, можно разработать новые терапевтические мишени, которые позволят исследовать подходы, основанные на воздействии на блуждающий нерв, такие как стимуляция блуждающего нерва».

Стимуляция блуждающего нерва, которую иногда называют «кардиостимулятором для мозга», может принести длительную пользу многим людям с депрессией и является одобренным методом лечения эпилепсии и реабилитации после инсульта.

Остается выяснить, сможет ли это лечение повлиять на формирование памяти у людей; испытания уже проводятся, и ряд исследований предполагает, что оно может предотвратить ухудшение памяти на ранних стадиях болезни Альцгеймера или даже улучшить ее.