Nature Neuroscience: Орексин в мозге помогает принять решение заняться спортом

Стоит ли мне заняться спортом или лучше насладиться молочным коктейлем в кафе? Учёные из ETH Zurich выяснили, как мозг принимает такое решение. Они обнаружили, что за это отвечают содержащийся в мозге орексин и нейроны, которые его вырабатывают.

Многие люди не получают достаточной физической нагрузки. По данным ВОЗ, 80% подростков и 27% взрослых её не хватает. А ожирение растёт угрожающими темпами среди всех возрастных групп.

Фокус на орексине

Профессор нейронаук в ETH Zurich Денис Бурдаков отмечает, что несмотря на статистику, многие люди успешно противостоят соблазнам и занимаются спортом.

Учёные провели эксперименты на мышах и выяснили, что важную роль в принятии таких решений играет орексин — один из более чем сотни веществ-мессенджеров в мозге. Другие химические мессенджеры, например серотонин и дофамин, были открыты давно, и их функции хорошо изучены. Орексин был открыт сравнительно недавно — около 25 лет назад, и его свойства постепенно исследуются. В том числе этим занимается и Бурдаков.

Существующие научные данные не могут объяснить выбор

Дофамин в нейронауке помогает объяснить, почему мы предпочитаем делать одни вещи и избегаем других, — говорит Бурдаков. Этот мозговой мессенджер важен для нашей мотивации.

Однако дофамин выделяется как при приёме пищи, так и при физических нагрузках. Поэтому учёный задаётся вопросом: почему же мы выбираем одно, а не другое?

Исследователи разработали эксперимент для мышей, чтобы выяснить причину определённого поведения. Мыши могли свободно выбирать один из восьми вариантов в десятиминутных испытаниях. Среди них было колесо для бега и «молочный бар», где мыши могли насладиться молочным коктейлем со вкусом клубники.

По словам Бурдакова, мыши любят молочный коктейль по той же причине, что и люди: в нём много сахара и жира, и он приятен на вкус.

Меньше времени в баре с молочными коктейлями

В эксперименте учёные сравнили две группы мышей: обычных и с заблокированной орексиновой системой — лекарством или генетической модификацией клеток.

Мыши с работающей орексиновой системой проводили в два раза больше времени на беговом колесе и в два раза меньше в баре с молочными коктейлями по сравнению с мышами, у которых эта система была заблокирована.

Интересно, что поведение мышей не отличалось в экспериментах, когда им предлагали только беговое колесо или молочный коктейль. Это значит, что основная роль орексиновой системы — не контролировать физическую активность или питание мышей. Она играет ключевую роль в выборе между этими двумя вариантами, когда они доступны одновременно. Без орексина мыши предпочитали еду физическим упражнениям.

Помощь людям, которые мало занимаются спортом

Исследователи из ETH Zurich считают, что орексин может отвечать за принятие решений и у людей. Функции мозга, задействованные в этом процессе, практически одинаковы у обоих видов.

Руководитель группы исследователей Дарья Пелег-Райбштейн сообщила, что теперь предстоит проверить результаты на людях. Она проводила исследование вместе с Денисом Бурдаковым.

Для этого можно обследовать пациентов с генетически ограниченной системой орексина — это случается примерно у одного из двух тысяч человек. Такие люди страдают нарколепсией (расстройством сна).

Также можно наблюдать за людьми, которые получают препарат, блокирующий орексин. Эти препараты разрешены для пациентов с бессонницей.

Пелег-Райбштейн говорит:

Если мы поймём, как мозг регулирует потребление пищи и физическую активность, то сможем разработать более эффективные стратегии борьбы с глобальной эпидемией ожирения и связанными с ней нарушениями метаболизма.

По ее словам, можно будет разработать меры, которые помогут преодолеть препятствия для занятий спортом здоровым людям и тем, кто ограничен в физической активности.

Бурдаков отмечает, что эти вопросы будут важны для учёных, занимающихся клиническими исследованиями на людях. Он и его группа занимаются фундаментальными нейробиологическими исследованиями. В дальнейшем Бурдаков хочет изучить, как нейроны орексина взаимодействуют с другими отделами мозга при принятии решений, например, между физическими упражнениями и перекусом.

Результаты опубликованы в издании Nature Neuroscience.

06.08.2024