Вы когда-нибудь задумывались, почему от одного взгляда на еду у вас текут слюнки? Визуализируя активность нейронов в определенных областях мозга рыбок данио, ученые из Национального института генетики (NIG) в Японии выявили прямую связь между визуальным восприятием пищи и мотивацией к еде. Исследование, опубликованное в выпуске журнала Nature Communications от 20 апреля 2017 года, предполагает, что «еда глазами» глубоко укоренилась в эволюции.
У позвоночных животных пищевое поведение регулируется областью мозга, называемой гипоталамусом. Гипоталамический центр питания объединяет информацию о потребностях организма в энергии и доступности пищи в окружающей среде. Рыбки данио, как и люди, в основном используют зрение для распознавания пищи или добыча. Не было известно, как гипоталамус получает визуальную информацию о добыче. Сначала мы продемонстрировали, что нейроны в гипоталамусе действительно реагируют на вид добычи. Затем мы искали нейроны в зрительной системе, которые реагировали на добычу, и обнаружили «детектор добычи». «нейроны в области, называемой претектум. Кроме того, мы обнаружили прямую нейронную связь, соединяющую нейроны детектора добычи с центром питания гипоталамуса», - объяснил ведущий автор исследования доктор Муто.
Ключом к этому открытию стал недавний прогресс в разработке и улучшении высокочувствительного, генетически закодированного индикатора кальция GCaMP, который можно использовать для мониторинга активности нейронов в форме сигналов кальция. Другой важной технологией является возможность контролировать конкретные нейроны, в которых экспрессируется GCaMP. Это было важно для записи четких сигналов кальция от идентифицируемых нейронов.
проф. Каваками, старший автор, показал нам свою лабораторию с рыбками данио, где можно увидеть тысячи аквариумов, в каждом из которых содержатся генетически разные рыбы, способные включаться или управлять экспрессией GCaMP в разных типах клеток мозга или тела. Эта коллекция лесок рыб-драйверов используется исследователями данио во всем мире для изучения различных тканей и типов клеток. Из почти 2000 таких лесок-водителей в лаборатории две сыграли важную роль в текущем исследовании: одна для визуализации нейронов детектора добычи, а другая для центра питания в гипоталамусе..
Успешная визуализация мозга стала возможной благодаря развитию наших генетических ресурсов, на разработку которых я потратил более двадцати лет. В этом сила генетики рыбок данио. Эта работа демонстрирует успешное применение наших генетических ресурсов в изучении функций мозга», - сказал профессор Каваками.
Наше исследование демонстрирует, насколько тесно визуальное восприятие пищи связано с мотивационным поведением при кормлении у позвоночных животных. Это важный шаг к пониманию того, как питание регулируется и может модулироваться в нормальных условиях, а также при нарушениях питания, - сказал доктор Муто.