Pesquisas anteriores estabeleceram o intestino como um importante regulador dos estados motivacionais e emocionais, mas até agora, os circuitos neuronais intestinais do cérebro relevantes permaneceram indefinidos. O nervo vago, o mais longo dos nervos cranianos, contém fibras motoras e sensoriais e passa pelo pescoço e tórax até o abdômen. Tradicionalmente, os cientistas acreditavam que o nervo mediava exclusivamente funções supressivas, como plenitude e náusea; em contraste, hormônios circulantes, ao invés de transmissão vagal, foram pensados para transmitir sinais de recompensa do intestino para o cérebro.
"Nosso estudo revela, pela primeira vez, a existência de uma população neuronal de 'neurônios de recompensa' em meio às células sensoriais do ramo direito do nervo vago, "diz Ivan de Araujo, DPhil, Professor sênior do Departamento de Neurociência da Escola de Medicina Icahn em Mount Sinai e autor sênior do artigo. "Nós nos concentramos em desafiar a visão tradicional de que o nervo vago não está relacionado à motivação e ao prazer e descobrimos que a estimulação do nervo, especificamente seu ramo de intestino superior, é suficiente para excitar fortemente os neurônios de recompensa situados nas profundezas do cérebro. "
Os ramos do nervo vago estão intrinsecamente misturados, tornando extremamente difícil manipular cada órgão separadamente. Para enfrentar este desafio, a equipe de pesquisa empregou uma combinação de ferramentas moleculares entregues por vírus que lhes permitiam atingir exclusivamente os neurônios sensoriais vagais conectados ao estômago e ao intestino grosso.
Especificamente, os pesquisadores combinaram diferentes vírus carregando ferramentas moleculares de uma forma que lhes permitiu ativar opticamente os neurônios vagais conectados ao intestino, enquanto os neurônios vagais que conduzem a outros órgãos permaneceram mudos. A abordagem, uma técnica de ponta conhecida como "optogenética, "permite que os investigadores usem luz para manipular a atividade de um conjunto pré-especificado de neurônios.
O estudo revelou que os neurônios de recompensa recém-identificados do nervo vago direito operam sob as mesmas restrições atribuídas aos neurônios de recompensa do sistema nervoso central, o que significa que eles ligam as células sensoriais periféricas às populações previamente mapeadas de neurônios de recompensa no cérebro. Surpreendentemente, neurônios do vago esquerdo foram associados à saciedade, mas não com recompensa. Os estudos anatômicos da equipe de pesquisa também revelaram, pela primeira vez, que os ramos vagais direito e esquerdo ascendem assimetricamente no sistema nervoso central.
"Ficamos surpresos ao saber que apenas o ramo vagal direito eventualmente entra em contato com os neurônios de recompensa contendo dopamina no tronco cerebral, "explicou Wenfei Han, MD, PhD, Professor assistente de neurociência na Escola de Medicina Icahn no Monte Sinai e principal autor do estudo. A dopamina é um transmissor neural conhecido por ser essencial para recompensa e motivação.
A descoberta de neurônios vagais gastrointestinais direitos como transportadores de sinais de recompensa para o cérebro abre oportunidades para novidades, alvos de estimulação mais específicos que podem aumentar a eficácia da terapia de estimulação do nervo vagal, um tratamento que envolve o fornecimento de impulsos elétricos ao nervo vago, para pacientes que sofrem de distúrbios emocionais e alimentares.