Αν θυμάστε την πρώτη γουλιά καφέ που δοκιμάσατε, τότε η ανάμνηση ενδέχεται να μην είναι ιδιαίτερα ευχάριστη. Η πικρή γεύση του καφέ είναι κάτι που από τη φύση μας τείνουμε να αποφεύγουμε, ωστόσο το ερώτημα που δημιουργείται και αναδεικνύει μία νέα μελέτη είναι εάν, μαθαίνουν οι λάτρεις του καφέ να τον απολαμβάνουν πραγματικά;
Η απάντηση ενδέχεται να βρίσκεται σε μια ελάχιστα μελετημένη, «βραδεία» οδό της ντοπαμίνης, η οποία συνδέει το έντερο με τον εγκέφαλο. Νέα μελέτη του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο (UC San Francisco) δείχνει ότι αυτή η οδός βοηθά τον εγκέφαλο να συνδέει μια γεύση με τις ευεργετικές επιδράσεις που ακολουθούν την κατανάλωση ενός τροφίμου.
Οι επιστήμονες υποψιάζονταν εδώ και καιρό ότι η ντοπαμίνη διαδραματίζει ρόλο σε αυτό το είδος μάθησης. Ωστόσο, οι περισσότερες έρευνες για τη συγκεκριμένη ουσία έχουν επικεντρωθεί στα ταχέα σήματα, τα οποία ενεργοποιούνται μέσα σε δευτερόλεπτα από εξωτερικά ερεθίσματα, όπως η θέα ενός αγαπημένου φαγητού.
Η νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στις 4 Νοεμβρίου στο επιστημονικό περιοδικό Nature, εξετάζει μια πολύ πιο αργή οδό της ντοπαμίνης, η οποία ανταποκρίνεται σε σήματα που προέρχονται από το εσωτερικό του οργανισμού.
«Δείξαμε ότι αυτό το βραδύ σύστημα ντοπαμίνης είναι εκείνο που μας ωθεί να μαθαίνουμε, με την πάροδο του χρόνου, να μας αρέσουν ορισμένες τροφές, ενώ μπορούμε πλέον να δούμε πού και πώς συμβαίνει αυτό», δήλωσε ο Ζάκαρι Νάιτ, καθηγητής Φυσιολογίας και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Όπως εξήγησε ο Νάιτ, όταν ο εγκέφαλος μάθει να συνδέει τη γεύση του αγαπημένου μας καφέ με την τόνωση που προκαλεί η καφεΐνη, «ο καφές αρχίζει να έχει πολύ καλύτερη γεύση».
Η αργή οδός της ντοπαμίνης από το έντερο στον εγκέφαλο
Η ντοπαμίνη έχει μελετηθεί εκτενώς, καθώς συμβάλλει στη διαμόρφωση της συμπεριφοράς μας, βοηθώντας μας να μαθαίνουμε ποιες εμπειρίες αξίζει να αναζητούμε. Οι επιστήμονες γνωρίζουν ήδη πολλά για τις οδούς μέσω των οποίων μεταδίδονται τα ταχέα σήματα της συγκεκριμένης ουσίας.
Ωστόσο, η πιο αργή δράση της ντοπαμίνης παραμένει σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητη, ενώ είναι πολύ λιγότερο αντιληπτή στην καθημερινότητά μας, σύμφωνα με τον Νάιτ.
Αισθητήρες στο πεπτικό σύστημα ανιχνεύουν θρεπτικά συστατικά, όπως η ζάχαρη και τα λιπαρά, και στέλνουν σήματα προς τον εγκέφαλο. Το επακόλουθο σήμα ντοπαμίνης ενισχύεται αφού η τροφή φτάσει στο έντερο και μπορεί να διαρκέσει για αρκετά λεπτά.
Για να εντοπίσουν τη διαδρομή αυτού του σήματος, ο Νάιτ και ο Τζέιμς Γκρόουβ, ο οποίος τότε ήταν μεταπτυχιακός φοιτητής, χορήγησαν απευθείας στο στομάχι ποντικών θρεπτικά συστατικά, είτε ζαχαρόνερο είτε ένα υγρό παρόμοιο με μιλκσέικ, ενώ παράλληλα κατέγραφαν την απελευθέρωση ντοπαμίνης σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου.
Παρακάμπτοντας το στόμα, οι ερευνητές κατάφεραν να απομονώσουν την εγκεφαλική απόκριση στα θρεπτικά συστατικά που έφταναν στο έντερο, αποκλείοντας έτσι την επίδραση της γεύσης από το πείραμα.
Τα θρεπτικά συστατικά προκαλούσαν πολύ ισχυρότερη απόκριση ντοπαμίνης
Τα θρεπτικά συστατικά προκάλεσαν ισχυρή και παρατεταμένη απελευθέρωση ντοπαμίνης στην πρόσθια βασικοπλάγια αμυγδαλή (BLA). Ήταν ήδη γνωστό ότι η συγκεκριμένη περιοχή της αμυγδαλής απελευθερώνει ντοπαμίνη, ωστόσο ο ρόλος αυτής της διαδικασίας παρέμενε άγνωστος.
«Μπορούσαμε να διαπιστώσουμε ότι αυτή η ντοπαμίνη αποτελεί μέρος ενός διαφορετικού συστήματος και να αρχίσουμε να κατανοούμε τον ρόλο της», ανέφερε ο ίδιος.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές εξέτασαν κατά πόσο αυτή η οδός ελέγχει πράγματι τη διαδικασία μάθησης. Όταν την μπλόκαραν, τα ποντίκια συνέχισαν να τρώνε κανονικά, αλλά δεν μπορούσαν πλέον να μάθουν ότι μια συγκεκριμένη νέα γεύση προμήνυε την πρόσληψη θερμίδων.
Έπειτα, αντιστρέφοντας το πείραμα, οι επιστήμονες διέγειραν τεχνητά τις νευρικές ίνες της ντοπαμίνης στην πρόσθια βασικοπλάγια αμυγδαλή, αφού τα ποντίκια δοκίμαζαν μια γεύση χωρίς θερμιδική αξία. Τα ζώα έμαθαν έτσι να την προτιμούν. Ουσιαστικά, η διέγερση υποκατέστησε την επίδραση των θρεπτικών συστατικών.
Παρόμοια εικόνα προέκυψε και από τις απεικονιστικές εξετάσεις του ανθρώπινου εγκεφάλου, τις οποίες πραγματοποίησαν συνεργάτες του Νάιτ.
Η ψυχολόγος του Πανεπιστημίου Γέιλ, Ντέινα Σμολ, επανεξέτασε παλαιότερη μελέτη τομογραφίας εκπομπής ποζιτρονίων (PET) σε 13 άνδρες, οι οποίοι είχαν καταναλώσει είτε ένα μιλκσέικ είτε ένα ρόφημα χωρίς θερμίδες. Διαπίστωσε ότι η απελευθέρωση ντοπαμίνης συγκεντρωνόταν στην αριστερή πλευρά της πρόσθιας βασικοπλάγιας αμυγδαλής, αφού τα θρεπτικά συστατικά έφταναν στο έντερο.
Σε ένα ξεχωριστό πείραμα, ο Μαρκ Τίτεμαγιερ και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI) σε 38 ενήλικες και εντόπισαν αυξημένη δραστηριότητα στην ίδια περιοχή μετά την κατανάλωση γλυκόζης.
Τόσο στα ποντίκια όσο και στους ανθρώπους, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα θρεπτικά συστατικά προκαλούσαν πολύ ισχυρότερη απόκριση ντοπαμίνης στην αριστερή πλευρά της πρόσθιας βασικοπλάγιας αμυγδαλής σε σύγκριση με τη δεξιά.
Η ασυμμετρία αυτή ήταν απροσδόκητη, όπως ανέφερε ο Νάιτ, καθώς θεωρείται γενικά ότι τα νευρωνικά κυκλώματα που ελέγχουν βασικές λειτουργίες, όπως η σίτιση, λειτουργούν συμμετρικά και στις δύο πλευρές του εγκεφάλου.
Το γιατί το συγκεκριμένο σύστημα ευνοεί την αριστερή πλευρά είναι ένα από τα ερωτήματα που προσπαθεί να απαντήσει αυτή την περίοδο η ερευνητική ομάδα του Νάιτ.
Μπορούν να τροποποιηθούν οι διατροφικές προτιμήσεις;
Η χαρτογράφηση αυτής της νευρωνικής οδού δίνει στους επιστήμονες νέα πεδία έρευνας για τον τρόπο με τον οποίο διαμορφώνονται οι διατροφικές προτιμήσεις και, ενδεχομένως, για το πώς θα μπορούσαν στο μέλλον να τροποποιηθούν.
Ένα ενδιαφέρον ερώτημα αφορά τα φάρμακα GLP-1. Τα συγκεκριμένα σκευάσματα μιμούνται τη δράση μίας ορμόνης που παράγεται στο έντερο και μπορούν να μεταβάλουν σημαντικά τη διατροφική συμπεριφορά.
Η ερευνητική ομάδα του Νάιτ δεν μελέτησε τα φάρμακα GLP-1 και παραμένει άγνωστο αν αυτά επηρεάζουν τη νευρωνική οδό που εντοπίστηκε στη νέα μελέτη.
Ωστόσο, ο Νάιτ εκτιμά ότι τα συγκεκριμένα φάρμακα θα μπορούσαν ενδεχομένως να περιορίζουν τη σηματοδότηση της ντοπαμίνης που προκαλείται από τα θρεπτικά συστατικά, μειώνοντας σταδιακά την ενισχυτική επίδραση που έχουν ορισμένες τροφές.
Αυτό ανοίγει τον δρόμο για μια ευρύτερη πιθανότητα: οι μελλοντικές θεραπείες θα μπορούσαν ενδεχομένως να μην επηρεάζουν απλώς το αίσθημα της πείνας ή του κορεσμού, αλλά και την ίδια τη διαδικασία μάθησης που κάνει ορισμένες τροφές ιδιαίτερα επιθυμητές.
«Κατανοώντας τα στάδια που μεσολαβούν από την ανίχνευση των θρεπτικών συστατικών στο έντερο έως τη διαδικασία μάθησης στον εγκέφαλο, ίσως καταστεί δυνατό να τα ρυθμίσουμε με τέτοιον τρόπο, ώστε να μεταβάλουμε διακριτικά τις προτιμήσεις μας για διαφορετικά τρόφιμα», δήλωσε ο Νάιτ.
Με πληροφορίες από Eurekalert
