Съев пакет соленых картофельных чипсов, вы, вероятно, почувствуете жажду. И после длительного периода упражнений вы, вероятно, почувствуете жажду. Однако эти два типа жажды не одно и то же. В первом примере вам, скорее всего, понадобится вода. Это связано с тем, что после употребления чипсов концентрация солей и минералов в крови повышается, что вызывает состояние, называемое осмотической жаждой.
С другой стороны, после тренировки вы, вероятно, достигнете Gatorade или какой-либо другой жидкости, которая может обезвоживать вас и восполнять электролиты, минералы, которые важны для функций организма. Эта жажда, называемая гиповолемической жаждой, возникает, когда объем вашей крови уменьшается из-за потери жидкости из-за потоотделения. Теперь исследователи Калифорнийского технологического института обнаружили уникальные популяции нейронов в мозге мышей, которые по отдельности вызывают осмотическую жажду и гиповолемическую жажду. В исследовании использовался высокопроизводительный и надежный метод картирования нейронов, которые активируются определенным поведением или стимулом. Исследование проводилось в лаборатории Юки Ока, профессора биологии и ученого Чена, и описано в статье, опубликованной в журнале Nature. Известно, что две области мозга играют важную роль в алкогольном поведении млекопитающих: субфорный орган (SFO) и organum vasculosum laminae terminalis (OVLT). Лаборатория «Ока» ранее продемонстрировала, что каждая из этих областей содержит две общие категории нейронов: одни вызывают алкогольное поведение, а другие – его подавляют. Группа исследователей под руководством Аллана-Германа Пула, доктора наук в области биологии и биологической инженерии, стремилась охарактеризовать различные типы нейронов в этих регионах. Нейроны можно рассматривать как разные «типы» на основе репертуаров генов, которые они экспрессируют. Пул и его коллеги измерили экспрессию генов во всех нейронах в пределах SFO и OVLT у мышей с помощью метода, называемого одноклеточной RNA-seq. Они обнаружили, что каждая структура мозга на самом деле содержит как минимум восемь разных типов нейронов. Это гораздо большее разнообразие клеток, чем предполагалось изначально. Затем команда исследовала функции различных типов клеток, разработав быстрый и масштабируемый метод, называемый сопоставлением от стимула к типу клеток. Этот важный инструмент позволил команде определить, какие клетки были задействованы в определенных поведенческих состояниях, путем картирования молекулярных сигнатур по отношению к нейронной активации. Таким образом, команда обнаружила, что есть два уникальных набора типов нейронов в SFO и OVLT, которые активируются осмотической или гиповолемической жаждой соответственно. «Подход, основанный на сопоставлении стимулов и типов клеток, особенно полезен для быстрого определения причинных нейронов для любого поведения, мотивационного состояния или действия лекарства», – говорит Пул. «То, что раньше занимало несколько лет, теперь занимает всего две недели». Затем мышей генетически модифицировали, чтобы команда могла активировать чувствительные к осмоляльности и гиповолемии нейроны импульсами света с помощью метода, называемого оптогенетикой. Исследователи показали, что активация нейронов, чувствительных к осмоляльности, заставляет мышей пить чистую воду и избегать соленой воды. Напротив, при активации нейронов, чувствительных к гиповолемии, у мышей проявлялся аппетит к жидкостям, богатым минералами. «Наши результаты показывают, что жажда – это мультимодальное ощущение, вызываемое различными стимулами. Это захватывающее открытие, потому что оно иллюстрирует, как наш мозг воспринимает внутренние состояния, используя стратегию, очень похожую на периферические сенсорные системы, такие как вкус и обоняние », – говорит Ока. Пул отмечает, что их команда состояла из нескольких международных ученых. «Эта работа была бы невозможна без открытой и доброжелательной среды, которую поддерживают университеты США в целом и Калифорнийский технологический институт в частности», – говорит Пул, который родился в Эстонии. Источник: Калтех
Свежие комментарии