Aiemmat tutkimukset osoittivat suoliston olevan tärkeä motivaatio- ja emotionaalisten tilojen säätelijä, mutta tähän asti asianmukainen suolen ja aivojen hermosolupiiri pysyi vaikeana. Kiertäjähermo, pisin kallon hermoista, sisältää moottori- ja aistikuituja ja kulkee kaulan ja rintakehän kautta vatsaan. Perinteisesti, tutkijat uskoivat, että hermo välitti yksinomaan tukahduttavia toimintoja, kuten täyteyttä ja pahoinvointia; verrattuna, kiertävät hormonit, vagal -lähetyksen sijaan, uskottiin välittävän palkkisignaaleja suolistosta aivoihin.
"Tutkimuksemme paljastaa, ensimmäistä kertaa, "hermosolujen" hermosolupopulaation olemassaolo vagushermon oikean haaran aistisolujen keskellä, "sanoo Ivan de Araujo, DPhil, Vanhempi tiedekunta Icahnin lääketieteen laitoksen neurotieteen laitoksella Siinainvuorella ja paperin vanhempi kirjoittaja. "Keskityimme kyseenalaistamaan perinteisen näkemyksen, jonka mukaan vagushermo ei liity motivaatioon ja nautintoon, ja havaitsimme, että hermon stimulaatio, erityisesti sen ylempi suolen haara, riittää voimakkaasti kiihottamaan syvästi aivojen sisällä olevia palkitsevia neuroneja. "
Kiertäjähermon oksat sekoittuvat monimutkaisesti, jokaisen elimen käsitteleminen erikseen on erittäin vaikeaa. Tähän haasteeseen vastaamiseksi tutkimusryhmä käytti viruksellisten molekyylityökalujen yhdistelmää, jonka avulla he pystyivät kohdistamaan yksinomaan vatsan ja ylemmän suolen yhteydessä olevia vagaalisia aistinvaraisia neuroneja.
Erityisesti, tutkijat yhdistivät erilaisia viruksia, jotka kuljettivat molekyylityökaluja tavalla, jonka avulla he pystyivät optisesti aktivoimaan suolistoon yhdistettyjä vagaalisia neuroneja, kun taas muihin elimiin johtavat vagaaliset neuronit pysyivät mykinä. Lähestyminen, huipputekniikka, joka tunnetaan nimellä "optogenetiikka, "antaa tutkijoiden käyttää valoa manipuloidakseen ennalta määrätyn neuroniryhmän toimintaa.
Tutkimus paljasti, että äskettäin tunnistetut oikean vagushermon palkitsemisneuronit toimivat samojen rajoitusten mukaisesti, jotka johtuvat keskushermoston neuronien palkitsemisesta, eli ne yhdistävät perifeeriset aistisolut aivojen aiemmin kartoitettuihin palkitsemisneuronipopulaatioihin. Hämmästyttävää, vasemman emättimen neuronit liittyivät kylläisyyteen, mutta ei palkkiolla. Tutkimusryhmän anatomiset tutkimukset paljastivat myös, ensimmäistä kertaa, että oikean ja vasemman vagal -oksat nousevat epäsymmetrisesti keskushermostoon.
"Olimme yllättyneitä kuullessamme, että vain oikea vagaalinen haara koskettaa lopulta aivorungon dopamiinipitoisia palkkaneuroneja, "selitti Wenfei Han, MD, PhD, Neurotieteen apulaisprofessori Icahnin lääketieteellisessä korkeakoulussa Siinainvuorella ja tutkimuksen johtava kirjoittaja. Dopamiini on hermolähetin, jonka tiedetään olevan välttämätön palkitsemiselle ja motivaatiolle.
Oikeiden ruoansulatuskanavan vagaalisten neuronien paljastaminen palkintosignaalien kuljettajiksi aivoihin avaa mahdollisuuksia uusille, tarkempia stimulaatiotavoitteita, jotka voivat lisätä vagaalisen hermostimulaatiohoidon tehokkuutta, hoito, joka sisältää sähköimpulssien toimittamisen vagushermolle, tunne- ja syömishäiriöistä kärsiville potilaille.