Studien erbjuder en solid koppling mellan viscerala organ och hjärnans belöning,

motivationssystem En ny tarm-till-hjärna-neuralkrets etablerar vagusnerven som en väsentlig komponent i hjärnsystemet som reglerar belöning och motivation, enligt forskning utförd vid Icahn School of Medicine vid Mount Sinai och publicerad 20 september i tidskriften Cell . Studien ger en konkret länk mellan viscerala organ och hjärnans funktion, särskilt när det gäller belöning, och kan hjälpa till att informera nya mål för vagal stimuleringsterapi, särskilt för ätning och känslomässiga störningar.

Tidigare forskning etablerade tarmen som en viktig regulator av motiverande och känslomässiga tillstånd men fram till nu har den relevanta tarm-hjärnans neuronala kretsar förblev svårfångade. Vagusnerven, den längsta av kranialnerverna, innehåller motoriska och sensoriska fibrer och passerar genom nacken och bröstkorgen till buken. Traditionellt, forskare trodde att nerven uteslutande medierade undertryckande funktioner som fullhet och illamående; i kontrast, cirkulerande hormoner, snarare än vagal överföring, trodde att de skulle förmedla belöningssignaler från tarmen till hjärnan.

"Vår studie avslöjar, för första gången, förekomsten av en neuronpopulation av 'belöningsneuroner' bland sensoriska celler i den högra grenen av vagusnerven, "säger Ivan de Araujo, DPhil, Senior fakultet vid Institutionen för neurovetenskap vid Icahn School of Medicine vid Mount Sinai och senior författare till tidningen. "Vi fokuserade på att utmana den traditionella uppfattningen att vagusnerven inte är relaterad till motivation och nöje och vi fann att stimulering av nerven, specifikt dess övre tarmgren, är tillräckligt för att starkt stimulera belöningsneuroner som ligger djupt inne i hjärnan. "

Vagusnervens grenar blandas intrikat, vilket gör det extremt svårt att manipulera varje organ separat. För att hantera denna utmaning, forskargruppen använde en kombination av viralt levererade molekylära verktyg som tillät dem att uteslutande rikta in sig på de vagala sensoriska neuronerna som är anslutna till magen och övre tarmen.

Specifikt, forskare kombinerade olika virus som bär molekylära verktyg på ett sätt som gjorde att de optiskt kunde aktivera vagala neuroner kopplade till tarmen medan vagala neuroner som ledde till andra organ förblev stumma. Tillvägagångssättet, en toppmodern teknik som kallas "optogenetik, "tillåter utredare att använda ljus för att manipulera aktiviteten hos en förspecificerad uppsättning neuroner.

Studien avslöjade att de nyligen identifierade belöningsneuronerna i den högra vagusnerven fungerar under samma begränsningar som tillskrivs belöning av nervceller i centrala nervsystemet, vilket betyder att de länkar perifera sensoriska celler till de tidigare kartlagda populationerna av belöningsneuroner i hjärnan. Slående, neuroner i vänster vagus var associerade med mättnad, men inte med belöning. Forskargruppens anatomiska studier avslöjade också, för första gången, att de högra och vänstra vagala grenarna stiger asymmetriskt in i centrala nervsystemet.

"Vi blev förvånade över att få veta att endast den rätta vagala grenen så småningom kontaktar de dopamininnehållande belöningsneuronerna i hjärnstammen, "förklarade Wenfei Han, MD, Doktorsexamen, Biträdande professor i neurovetenskap vid Icahn School of Medicine på Mount Sinai och huvudförfattare till studien. Dopamin är en neuralsändare som är känd för att vara avgörande för belöning och motivation.

Upptäckten av rätta mag -tarm vagala neuroner som transportörer av belöningssignaler till hjärnan öppnar möjligheter för nya, mer specifika stimuleringsmål som kan öka effekten av vagal nervstimuleringsterapi, en behandling som innebär att elektriska impulser levereras till vagusnerven, för patienter som lider av känslomässiga och ätstörningar.

• Innovationsfonden Danmark stöder forskningsprojekt som syftar till att bekämpa Clostridium difficile diarré
• Att hitta epigenetisk signatur verkar förutsäga inflammationsrisk vid allvarlig typ av IBD