В ходе исследования личинок плодовой мушки международная группа ученых обнаружила, что процесс потребления пищи связан с выделением серотонина в мозге, вещества, которое влияет на настроение и циклы сна и бодрствования. По мнению исследователей, это открытие может изменить представление о причинах, по которым животные питаются.
Ученые провели детальное изучение нервной системы личинок, расположенной в их кишечнике, и получили данные, которые проливают свет на процесс глотания. Они считают это действие «возможно, одним из самых важных решений, которые принимают животные».
Нейробиолог Майкл Панкратц отмечает: «Мы стремились получить полное понимание взаимодействия между пищеварительной системой и мозгом во время приема пищи. Для этого нам было необходимо определить, какие нейроны участвуют в этом процессе и как они активируются».
Исследователи приложили значительные усилия: они аккуратно разрезали одну из личинок на тысячи мелких частей и использовали мощные микроскопы для их фотографирования, составив карты нейронных путей и связей. На основе полученных изображений с помощью специального программного обеспечения была создана трехмерная модель, что привело к открытию биологического механизма, известного как рецептор растяжения, который, например, находится в пищеводе, соединяющем рот с желудком.
Этот рецептор связан с шестью специфическими нейронами в мозге личинки, которые получают информацию о процессе глотания и о том, что именно ест личинка. Если она находит вкусную пищу, мозг посылает сигнал о вознаграждении.
Нейробиолог Андреас Шоофс подчеркивает: «Нейроны способны распознавать, является ли данное вещество пищей, и оценивать его качество». Он добавляет, что «электрически возбудимая клетка вырабатывает серотонин только при обнаружении пищи хорошего качества, что способствует выживанию личинки».
У плодовых мушек имеется менее 200 тысяч нейронов, в то время как у человека — около 100 миллиардов. Однако сложность нервных клеток мушек позволяет использовать их в качестве уменьшенной модели человеческой нервной системы, что упрощает изучение основных механизмов, необходимых для выживания животных.
В дальнейшем исследователи планируют выяснить, существует ли аналогичная схема нейронов и выделения серотонина у других животных, включая человека. Интересно, что у людей больше биологического сходства с плодовыми мушками, чем можно предположить, но для глубокого понимания человеческой схемы необходимо провести более обширные исследования. Это поможет определить, является ли фактор хорошего самочувствия во время еды общим для всех.
«На данном этапе у нас еще недостаточно информации о том, как функционирует система управления у человека», — заключает Майкл Панкратц. — «В этой области потребуются многие годы исследований».
