Neurowissenschaftler verfolgen Wege vom Gehirn zum Darm

Neurowissenschaftler des University of Pittsburgh Brain Institute haben neuronale Bahnen verfolgt, die das Gehirn mit dem Magen verbinden. Bereitstellung eines biologischen Mechanismus, um zu erklären, wie Stress die Entwicklung von Geschwüren fördern kann.

Die Ergebnisse, veröffentlicht diese Woche im Proceedings of the National Academy of Sciences , eine wissenschaftliche Grundlage für den Einfluss des Gehirns auf die Organfunktion zu schaffen und die Bedeutung der Gehirn-Körper-Verbindung hervorzuheben.

Bis jetzt, Die Forschung zur Darm-Hirn-Interaktion hat sich hauptsächlich auf den Einfluss des Darms und seines Mikrobioms auf das Gehirn konzentriert. Aber es ist keine Einbahnstraße -; das Gehirn beeinflusst auch die Magenfunktion.

Pavlov hat vor vielen Jahren gezeigt, dass das zentrale Nervensystem Umweltsignale und Erfahrungen aus der Vergangenheit nutzt, um vorausschauende Reaktionen auszulösen, die eine effiziente Verdauung fördern. Und wir wissen seit langem, dass jeder Anstieg der Arbeitslosigkeit und der damit verbundene Stress mit einem Anstieg der Sterblichkeitsraten durch Magengeschwüre einhergeht."

Peter Strick, Ph.D., Wissenschaftlicher Direktor des Brain Institute und Lehrstuhl für Neurobiologie in Pitt

Um Hirnregionen zu finden, die den Darm kontrollieren, Strick und sein Co-Autor David Levinthal, M. D., Ph.D., Assistenzprofessor für Gastroenterologie, Hepatologie und Ernährung bei Pitt, verwendet einen Tollwutvirusstamm, um Verbindungen vom Gehirn zum Magen zu verfolgen.

Nach Injektion in den Magen einer Ratte der virale Tracer fand seinen Weg zurück zum Gehirn, indem er von Neuron zu Neuron hüpfte -; mit dem gleichen Trick, den das Tollwutvirus verwendet, um das Gehirn zu infiltrieren, nachdem es durch einen Biss oder Kratzer in den Körper gelangt ist -; um die Gehirnbereiche aufzudecken, die die Kontrolle über den Magen ausüben.

Strick und Levinthal fanden heraus, dass der Parasympathikus -; "Ruhe und verdaue" -; Nervenbahnen führen vom Magen hauptsächlich zu einer Gehirnregion, die als Rostralinsel bekannt ist. die für die viszerale Empfindung und Emotionsregulation verantwortlich ist.

"Der Magen sendet sensorische Informationen an den Kortex, die Anweisungen an den Darm zurückschickt, ", sagte Strick. "Das bedeutet, dass unser 'Bauchgefühl' nicht nur aus Signalen aus dem Magen aufgebaut ist, sondern aber auch von all den anderen Einflüssen auf die Rostralinsel, Erfahrungen aus der Vergangenheit und Kontextwissen."

Im Gegensatz, der sympathische -; "Kampf oder Flug" -; Bahnen des zentralen Nervensystems, die eintreten, wenn wir gestresst sind, überwiegend vom Magen bis zum primären motorischen Kortex zurückverfolgen, Dies ist der Sitz der willkürlichen Kontrolle über die Skelettmuskeln, die den Körper bewegen.

Die Identifizierung dieser Nervenbahnen, die Gehirn und Magen verbinden, könnte neue Erkenntnisse über häufige Darmerkrankungen liefern.

Zum Beispiel, Helicobacter pylori eine Infektion löst typischerweise die Bildung von Geschwüren aus, aber absteigende Signale von der Großhirnrinde könnten das Wachstum der Bakterien beeinflussen, indem sie die Magensekretion so anpassen, dass der Magen für Eindringlinge mehr oder weniger gastfreundlich wird.

Diese Erkenntnisse könnten auch die klinische Gastroenterologiepraxis verändern. Das Wissen, dass das Gehirn die körperliche Kontrolle über den Darm ausübt, bietet Ärzten eine neue Möglichkeit, Darmprobleme anzugehen.

"Mehrere häufige Darmerkrankungen, wie Dyspepsie oder Reizdarmsyndrom, mit aktuellen Behandlungen möglicherweise nicht besser werden, « sagte Levinthal, der auch Gastroenterologe bei UPMC ist. "Unsere Ergebnisse liefern kortikale Ziele, die für die Entwicklung neuer gehirnbasierter Therapien entscheidend sein werden, die für unsere Patienten hilfreich sein könnten."

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