Предыдущие исследования установили, что кишечник является основным регулятором мотивационных и эмоциональных состояний, но до сих пор соответствующие нейронные цепи кишечника и мозга оставались неуловимыми. Блуждающий нерв, самый длинный из черепных нервов, содержит моторные и сенсорные волокна и проходит через шею и грудную клетку к брюшной полости. Традиционно ученые полагали, что нерв исключительно опосредует подавляющие функции, такие как чувство полноты и тошнота; наоборот, циркулирующие гормоны, а не вагусная передача, считалось, что они передают сигналы вознаграждения от кишечника к мозгу.
"Наше исследование показывает, в первый раз, существование нейрональной популяции «нейронов вознаграждения» среди сенсорных клеток правой ветви блуждающего нерва, "говорит Иван де Араужо, DPhil, Старший преподаватель кафедры неврологии в Медицинской школе Икана на горе Синай и старший автор статьи. «Мы сосредоточились на том, чтобы бросить вызов традиционному мнению о том, что блуждающий нерв не связан с мотивацией и удовольствием, и мы обнаружили, что стимуляция нерва, особенно его ветвь верхней кишки, достаточно, чтобы сильно возбудить нейроны вознаграждения, лежащие глубоко внутри мозга ".
Ветви блуждающего нерва причудливо переплетены, что делает чрезвычайно трудным манипулирование каждым органом в отдельности. Чтобы решить эту проблему, Исследовательская группа использовала комбинацию молекулярных инструментов, доставляемых вирусами, что позволило им воздействовать исключительно на сенсорные нейроны блуждающего нерва, связанные с желудком и верхним отделом кишечника.
Конкретно, исследователи объединили различные вирусы, несущие молекулярные инструменты, таким образом, чтобы они могли оптически активировать блуждающие нейроны, связанные с кишечником, в то время как нейроны блуждающего нерва, ведущие к другим органам, оставались немыми. Подход, ультрасовременный метод, известный как "оптогенетика", «позволяет исследователям использовать свет для управления активностью заранее определенного набора нейронов.
Исследование показало, что недавно идентифицированные нейроны вознаграждения правого блуждающего нерва действуют в условиях тех же ограничений, которые приписываются нейронам вознаграждения центральной нервной системы. это означает, что они связывают периферические сенсорные клетки с ранее нанесенными на карту популяциями нейронов вознаграждения в головном мозге. Поразительно, нейроны левого блуждающего нерва были связаны с чувством насыщения, но не с наградой. Анатомические исследования исследовательской группы также показали:в первый раз, что правая и левая ветви блуждающего нерва асимметрично восходят в центральную нервную систему.
«Мы были удивлены, узнав, что только правая ветвь блуждающего нерва в конечном итоге контактирует с дофаминсодержащими нейронами вознаграждения в стволе мозга, "объяснил Вэньфэй Хан, Доктор медицины, Кандидат наук, Доцент кафедры неврологии в Медицинской школе Икана на горе Синай и ведущий автор исследования. Дофамин - это нейронный передатчик, который, как известно, необходим для вознаграждения и мотивации.
Обнаружение нейронов правого желудочно-кишечного тракта вагуса как транспортеров сигналов вознаграждения в мозг открывает возможности для нового, более конкретные мишени стимуляции, которые могут повысить эффективность терапии стимуляцией блуждающего нерва, лечение, которое включает подачу электрических импульсов к блуждающему нерву, для пациентов, страдающих эмоциональными расстройствами и расстройствами пищевого поведения.