Predchádzajúci výskum ukázal, že črevo je hlavným regulátorom motivačných a emocionálnych stavov, ale až doteraz príslušný neuronálny obvod čreva a mozgu zostal nepolapiteľný. Vagusový nerv, najdlhší z lebečných nervov, obsahuje motorické a senzorické vlákna a prechádza krkom a hrudníkom do brucha. Tradične vedci sa domnievali, že nerv výlučne sprostredkoval supresívne funkcie, ako je plnosť a nevoľnosť; na rozdiel od toho cirkulujúce hormóny, namiesto vagového prenosu, Predpokladalo sa, že prenášajú signály odmien z čreva do mozgu.
„Naša štúdia odhaľuje, prvýkrát, existencia neuronálnej populácie „odmeňovacích neurónov“ medzi senzorickými bunkami pravej vetvy blúdivého nervu, “hovorí Ivan de Araujo, DPhil, Vedúca fakulta na Neurovednom oddelení Icahnovej lekárskej fakulty na Mount Sinai a hlavný autor príspevku. „Zamerali sme sa na spochybnenie tradičného názoru, že blúdivý nerv nesúvisí s motiváciou a potešením a zistili sme, že stimulácia nervu, konkrétne jeho horná črevná vetva, je dostatočná na to, aby silne vzrušovala neuróny odmeňovania ležiace hlboko v mozgu. “
Vetvy blúdivého nervu sú zložito zmiešané, čo mimoriadne komplikuje manipuláciu s každým orgánom zvlášť. Na riešenie tejto výzvy, výskumný tím použil kombináciu vírusom dodávaných molekulárnych nástrojov, ktoré im umožnili zamerať sa výlučne na vagálne senzorické neuróny spojené so žalúdkom a horným črevom.
Konkrétne vedci spojili rôzne vírusy nesúce molekulárne nástroje spôsobom, ktorý im umožnil opticky aktivovať vagálne neuróny spojené s črevom, zatiaľ čo vagálne neuróny vedúce k iným orgánom zostali nemé. Prístup, najmodernejšia technika známa ako „optogenetika, „umožňuje vyšetrovateľom používať svetlo na manipuláciu s aktivitou vopred určenej sady neurónov.
Štúdia odhalila, že novo identifikované odmeňovacie neuróny pravého blúdivého nervu pôsobia pod rovnakými obmedzeniami, aké sa pripisujú odmeňovacím neurónom centrálneho nervového systému, čo znamená, že spájajú periférne senzorické bunky s predtým mapovanými populáciami odmeňovacích neurónov v mozgu. Prekvapivo, neuróny ľavého vagusu boli spojené so sýtosťou, ale nie s odmenou. Anatomické štúdie výskumného tímu tiež odhalili, prvýkrát, že pravá a ľavá vagálna vetva asymetricky stúpajú do centrálneho nervového systému.
„Boli sme prekvapení, keď sme sa dozvedeli, že iba pravá vagálna vetva sa nakoniec dotýka odmeňovacích neurónov obsahujúcich dopamín v mozgovom kmeni, “vysvetlil Wenfei Han, MD, PhD., Odborný asistent neurovedy na Icahnovej lekárskej fakulte na vrchu Sinaj a hlavný autor štúdie. Dopamín je nervový vysielač, o ktorom je známe, že je nevyhnutný pre odmenu a motiváciu.
Odhalenie pravých gastrointestinálnych vagálnych neurónov ako dopravcov signálov odmeňovania do mozgu otvára príležitosti pre nové, konkrétnejšie stimulačné ciele, ktoré môžu zvýšiť účinnosť terapie stimulujúcej nervy vagu, liečba, ktorá zahŕňa dodávanie elektrických impulzov do blúdivého nervu, pre pacientov trpiacich emočnými poruchami a poruchami príjmu potravy.