Сытый кишечник запустил работу центра памяти

Науке известно, что связь «кишечник — мозг» регулирует аппетит. Недавние работы показали, что блуждающий нерв, который эту связь обеспечивает, также влияет на высшие когнитивные функции. Тем не менее было неизвестно, как химически передается сигнал о сытости в гиппокамп и при чем здесь память.

Авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, разобрались в работе нейрохимической связи между едой и памятью у крыс. Подопытным вживили оптические волокна в дорсальный гиппокамп и фиксировали флуоресцентное свечение в моменты выделения нейромедиатора ацетилхолина.

Чтобы проверить путь сигнала, биологи разрывали нейронную цепь: одной группе перерезали блуждающий нерв в брюшной полости, а другой убили нейроны медиальной перегородки мозга, которые синтезируют ацетилхолин.

Третью группу крыс с 26-го дня жизни месяц кормили фастфудом: картофельными чипсами, шоколадом с арахисовым маслом и сладким кукурузным сиропом. Затем животных возвращали на стандартный здоровый корм для последующего тестирования.

Пространственную память животных проверяли на круглом столе с 18 одинаковыми отверстиями по краям, под одним из которых прятали сладкое лакомство. Для облегчения ориентирования крыс ученые развесили ориентиры: контрастные геометрические фигуры и плюшевого единорога.

Как оказалось, прием пищи вызывал у крыс скачок уровня ацетилхолина в гиппокампе. Причем выброс нейромедиатора происходил, только когда крысы ели что-то калорийное — раствор сахарозы или кукурузное масло. Если животные пили воду с искусственным подсластителем, гиппокамп не реагировал.

Во время финального испытания биологи полностью убрали еду из лабиринта. У здоровых животных всплеск ацетилхолина происходил, когда они по памяти заглядывали в правильную лунку, ориентируясь на плюшевого единорога и другие маркеры на стенах. Грызуны с перерезанным блуждающим нервом или убитыми нейронами тест проваливали, а ацетилхолиновых скачков у них не было. Из-за отсутствия сигнала от желудка крысы не могли вспомнить правильную лунку, тыкаясь во все подряд.

Питание фастфудом подействовало на мозг как хирургическое вмешательство. У выросших на чипсах крыс гиппокамп также не выделял ацетилхолин после еды. Эти крысы тоже проверяли наугад, и их память не восстановилась даже после возвращения к здоровому рациону.

Исследование показало, что процесс питания влияет на когнитивные процессы, а не только регулирует чувство голода и насыщения. Ось «кишечник — мозг» через блуждающий нерв, медиальную перегородку и гиппокамп контролирует запоминание пространства, а нездоровая пища нарушает ее работу и разрушает память.