기초 전뇌의 활성화

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 22044(2022) 이 기사 인용

1196 액세스

1 알트메트릭

측정항목 세부정보

기분, 보상 또는 혐오와 같은 환경 단서 및 내부 상태는 항상성 필요성을 넘어서는 수유 행동에 직접적인 영향을 미칩니다. 시상하부는 항상성 수유에 있어서의 역할에 대해 광범위하게 조사되었습니다. 그러나 원자가와 감각 단서(미각, 후각 등)를 통합하는 더 복잡하고 비항상성 섭식을 유도하는 많은 신경 회로는 아직 알려지지 않았습니다. 여기에서는 비항상성 수유 행동을 직접 조절하는 기초 전뇌(BF)-측면 하베눌라(LHb) 회로를 설명합니다. 바이러스 매개 회로 매핑을 사용하여 우리는 혐오 및 음식 관련 냄새를 포함한 다양한 감각 신호에 반응하는 LHb에 투사되는 BF 내의 글루타메이트성 뉴런 집단을 식별했습니다. BF-to-LHb 회로의 광유전학적 활성화는 강력하고 반사적인 혐오감을 유발합니다. 더욱이, 이 회로의 활성화는 공복 상태에서 식사하려는 욕구를 억제합니다. 함께, 이러한 데이터는 환경 단서를 감지하여 LHb 관련 혐오감 및 섭식 행동을 조절하는 기저 전뇌 글루타메이트 뉴런의 역할을 보여줍니다.

먹이를 주는 것은 모든 동물의 생존에 필수적인 식욕적인 행동입니다. 항상성 수유 또는 칼로리 요구 사항을 충족하기 위한 수유는 적절한 체중과 대사 건강을 유지하기 위해 칼로리 출력과 칼로리 섭취의 균형을 맞추는 것으로 구성됩니다. 그러나 이는 먹이를 먹는 행동의 한 가지 구성 요소일 뿐입니다. 환경적 단서(예: 맛, 냄새), 기분, 보상 및 혐오감은 모두 수유에 영향을 미치며 정상적인 건강한 칼로리 요구 사항을 초과하거나 그 이하로 음식 소비를 유도할 수 있습니다1,2,3. 항상성 섭식과는 대조적으로, 이러한 비항상성 섭식 메커니즘은 유기체가 식량 공급원을 신뢰할 수 없는 변화하는 환경에 적응할 수 있도록 진화했습니다. 그러나 음식에 쉽게 접근할 수 있으면 이러한 메커니즘이 부적응할 수 있습니다.

비항상적 섭식의 전형적인 예는 동물이 칼로리 필요 이상으로 음식을 섭취하도록 유도하는 보상 기반 쾌락 행동입니다. 반대로, 혐오적인 음식 신호 및/또는 위협적인 자극은 단식 상태에서도 음식 섭취를 방해할 수 있습니다. 예를 들어, 상한 음식이나 근처의 포식자를 나타내는 신호는 각각 생존을 보장하기 위해 우선적인 회피 또는 탈출 행동을 유도할 수 있습니다. 시상하부는 항상성 섭식의 주요 측면을 조절하고4,5,6,7,8 항상성, 보상 및 혐오 경로가 수렴하여 섭식을 지배한다는 것이 일반적으로 인정되지만9,10,11, 회로, 신경 구성 요소 및 패턴 비항상성 수유 행동을 중재하는 기능적 연결성은 아직 많이 알려져 있지 않습니다.

우리와 다른 사람들은 최근 기저 전뇌를 비항상성 수유에 직접적인 영향을 미치는 회로 노드로 식별했습니다. 특히, BF의 흥분성 글루타메이트성 뉴런이 유전적으로 만성 활성화의 표적이 되었을 때, 생쥐는 심각하고 치명적인 hypophagia를 나타냈습니다. 이러한 수유 억제는 음식에 대한 혐오감과 음식 관련 자극을 동반했습니다. 측면 시상하부 영역(LHA)에 대한 글루타메이트성 BF 투영은 관찰된 저식증과 혐오감 모두에 부분적으로 책임이 있는 것으로 확인되었지만, LHA 내 글루타메이트성 BF 말단의 직접적인 활성화는 BF 세포체 활성화에 의해 표시되는 음식 관련 혐오감을 완전히 표현하지 못했습니다. 이는 BF의 다른 하류 표적이 관찰된 음식 관련 혐오감에 기여한다는 것을 암시합니다.

바이러스 매개 순행 프로젝션 매핑을 통해 우리는 BF의 글루타메이트성 뉴런이 뇌 내의 두드러진 혐오 센터인 LHb(Lateral Habenula)에도 투사하고 LHb가 BF로부터 감각 정보를 수신한다는 것을 발견했습니다. 또한 BF에서 LHb로의 투영이 활성화되면 이 회로는 기억을 방해하는 강력하고 반사적인 혐오감을 유발합니다. 이 회로는 식욕에 영향을 주지 않고 식사하려는 항상성 충동을 억제합니다. 함께, 이러한 데이터는 글루타메이트성 기저 전뇌를 LHb에 연결하여 항상성 상태와 관계없이 섭식을 직접 조절하는 뇌 회로를 식별합니다.