Еда сопровождает многие важные события нашей жизни — от свадебного застолья до семейного ужина или встречи за обедом. Новое исследование показало, что пища может быть не просто частью таких моментов, а непосредственно влиять на то, как мозг сохраняет воспоминания.
Биолог Скотт Каноски из Университета Южной Калифорнии и его коллеги обнаружили у крыс цепочку нервных сигналов, связывающую кишечник с системой формирования памяти.
После питательной еды из кишечника по блуждающему нерву в мозг поступает сигнал. Он достигает нейронов медиальной перегородки — области, которая влияет на работу гиппокампа, играющего важную роль в запоминании.
Учёным уже было известно, что воспоминания закрепляются в гиппокампе, когда нейроны медиальной перегородки выделяют нейромедиатор ацетилхолин. Однако прежде исследователи не знали, что информация из кишечника, поступающая через блуждающий нерв, способна влиять на выделение этого вещества.
В серии экспериментов специалисты наблюдали за активностью определённых клеток мозга у крыс, получавших разную пищу. Одним животным давали раствор с жиром или сахаром, а другим — похожий по сладости раствор, который содержал мало калорий или не содержал их вовсе.
У крыс, получавших жиры и сахара, активность мозга, связанная с памятью, оказалась выше и сохранялась даже после еды. Это указывает на то, что сигнальную цепочку запускают именно полученные калории, а не вкус пищи или сам процесс её употребления.
Исследователи установили, что приём пищи повышает выделение ацетилхолина в гиппокампе, причём его уровень остаётся повышенным и после окончания трапезы. Если учёные нарушали передачу сигналов по блуждающему нерву или удаляли нейроны медиальной перегородки, выделяющие ацетилхолин, этот эффект исчезал.
По мнению авторов, такой механизм мог возникнуть в ходе эволюции, чтобы помогать животным запоминать важную информацию об источниках пищи.
Однако калорийная и жирная еда не всегда улучшала память. Когда молодых крыс длительное время кормили пищей с большим количеством жира и сахара, добавляя картофельные чипсы, сладости с арахисовым маслом и кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, система передачи сигналов с участием ацетилхолина ослабевала.
Даже после перехода на более здоровое питание животные продолжали хуже справляться с заданиями на память.
Авторы подчёркивают, что результаты опытов на крысах нельзя напрямую переносить на людей. Кроме того, в исследовании участвовали только самцы, что также ограничивает применимость выводов.
Тем не менее открытый механизм может помочь в поиске новых способов воздействия на связь между кишечником и мозгом.
Каноски отметил, что нарушение передачи сигналов с участием ацетилхолина в гиппокампе считается одним из ранних нейрохимических изменений при болезни Альцгеймера. Поскольку исследование показало, что эта система усиливается сигналами из кишечника, в будущем учёные смогут изучить методы, основанные на воздействии на блуждающий нерв.
Стимуляцию блуждающего нерва иногда называют «кардиостимулятором для мозга». Этот метод уже применяется при эпилепсии и для восстановления после инсульта, а также может приносить длительное улучшение некоторым людям с депрессией.
Пока неизвестно, сможет ли такая стимуляция влиять на формирование памяти у людей. Исследования продолжаются, а несколько работ уже указывают, что метод может замедлять ухудшение памяти на ранней стадии болезни Альцгеймера или даже улучшать её.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
