우리의 두뇌는 우리에게 목이 마르다고 어떻게 말합니까?
새로운 연구는 우리가 물을 마셔야 할 때와 물을 충분히 마셔야 할 때를 알려주는 뇌 회로를 매핑합니다. 이 연구는 생쥐의 음주 충동을 자극하고 억제함으로써 신경 계층 구조를 밝혀 냈습니다.
갈증을 느끼는 것은 모든 사람과 모든 동물에게 친숙한 느낌입니다.
너무 흔한 경험이어서 우리 중 거의 생각하지 않습니다. 그러나 신경 과학자들은 그것에 매료되었습니다.
유기체의 생존과 관련하여 갈증은 매우 중요합니다. 필요할 때 수분을 섭취하지 않는 동물은 오래 살지 못합니다.
물이 없으면 신체 내의 대부분의 과정이 포착되고 인간의 경우 단기간에 죽음이 이어집니다.
우리의 뇌가 신체의 수위를 감지하고 우리의 음주 욕구를 유도 할 수 있다는 생각은 새로운 것이 아니지만, 그 배후의 정확한 신경 과학은 천천히 구체화되고 있습니다.
갈증 메커니즘을 조사하기위한 가장 최근의 연구는 캘리포니아 주 패서 디나에있는 Caltech의 생물학 조교수 인 Yuki Oka가 수행했습니다. 이번 주에 발견 된 내용은 자연.
목 마른 뇌
이 분야에서 이미 일부 작업이 완료되었습니다. 연구에 따르면 전뇌의 시트와 같은 구조 인 LT (lamina terminalis)가 갈증 조절에 중요합니다. LT는 세 부분으로 구성됩니다. 즉, 기관 혈관 층 말단 (OVLT), 음정 하 기관 (SFO) 및 중앙 전시 핵 (MnPO)입니다.
뇌의 대부분은 혈액-뇌 장벽에 의해 혈류에서 분리됩니다. 다른 역할과 함께이 막은 박테리아와 같은 병원체로부터 뇌를 보호합니다. 그러나 SFO와 OVLT는 특이합니다. 그들은 혈액-뇌 장벽에 의해 보호되지 않으며 혈류에 직접 접촉 할 수 있습니다.
혈액과의 이러한 직접적인 의사 소통을 통해 나트륨 농도를 평가할 수 있으므로 혈액의“염도”는 동물의 수분 상태를 나타내는 좋은 지표입니다.
이전 연구는 LT가 흥분성 뉴런을 포함한다는 것을 이미 보여주었습니다. 마우스에서 자극을 받으면 음주 행동을 유도합니다.
이 새로운 연구에서 과학자들은 핵이 SFO로부터 흥분성 입력을 받지만 그 반대의 경우는 아니라는 점에서 MnPO가 특히 중요하다는 것을 발견했습니다.
그들은 MnPO의“흥분성 뉴런이 유 전적으로 침묵 할 때 SFO 또는 OVLT를 자극하는 것”이 더 이상 쥐의 음주 행동을 일으키지 않는다는 것을 보여주었습니다.
갈증 계층
이 연구는 LT의 계층 적 조직을 최초로 설명합니다. MnPO는 SFO 및 OVLT에서 정보를 수집하여 다른 뇌 센터로 전달하여 음주 활동을 촉발합니다.
과학자들은 또한 음주 행동에 관한 또 다른 질문에 답하는 방향으로 나아갑니다. 오카 교수는“탈수 상태가되면 몇 초 동안 물을 마실 수 있고 만족감을 느낀다”며 수수께끼를 설명합니다.
“그러나 그 시점에서 혈액은 아직 재수 화되지 않습니다. 보통 10 ~ 15 분 정도 걸립니다. 따라서 SFO와 OVLT는 음주 직후 혈액 재수 화를 감지 할 수 없습니다. 그럼에도 불구하고 뇌는 몸이 완전히 재수 화되기 전에도 술을 끊을 때를 알고 있습니다.”
이것은 뇌에 음주를 중단하도록 알리는 또 다른 더 빠른 신호가 있음을 추론합니다. 연구에 따르면 LT의 흥분성 뉴런은 마우스가 마시기 시작할 때 조용해 지지만 정확히 어떻게 발생하는지는 알려져 있지 않습니다.
Oka 교수와 팀은 MnPO의 억제 뉴런이 음주의 물리적 작용에 반응하고 SFO 갈증 뉴런의 활동을 억제한다는 것을 입증했습니다. 흥미롭게도 억제 뉴런은 음식이 아닌 액체 섭취에 대한 반응으로 만 제 역할을합니다.
그들은 삼킴 메커니즘과 관련된 인후의 일부인 구인두의 움직임을 모니터링함으로써 체액과 고체의 구별이 가능하다고 믿습니다. 술을 마실 때의 활동은 먹는 것과 다릅니다.
“당신이 정말로 목이 마르고 빠르게 액체를 마실 때, 목은 음식을 먹는 것과는 다른 특별한 방식으로 움직입니다. 우리는 억제 인구가 빠르게 물을 섭취하는 움직임에 반응하고 있다고 생각합니다.”
수석 연구 저자 Vineet Augustine, 대학원생
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이 발견은 우리가 술을 마셔야 할 때를 알려주는 복잡한 상호 작용 네트워크에 대한 이해를 더 해줍니다. 그러나 연구 저자에 따르면 여전히 배울 것이 많습니다.
Oka 교수는“우리가 발견 한 억제 신호는 음주 행위 중에 만 활성화됩니다. 그러나 포만감은 실제로 훨씬 더 오래 지속됩니다. 이것은 MnPO 억제 뉴런이 갈증 포만감의 유일한 원인이 될 수 없음을 나타냅니다.”
“이것이 향후 연구의 주제가 될 것입니다.”
물론이 연구는 생쥐를 대상으로 수행되었지만 인간의 뇌에서도 유사한 영역을 찾을 수 있습니다. 따라서 연구자들은 연구 결과가 우리에게도 적용 가능하다고 믿습니다.
