Голодный мозг. Как перехитрить инстинкты, которые заставляют нас переедать

В течение года Грилл совершенствовал метод, который позволял исследователям хирургическим путем отключать работу всех отделов мозга подопытных крыс, кроме мозгового ствола и прилежащих структур. Децеребрационные крысы не могли пользоваться большей частью мозга, в том числе гипоталамусом. Для исследователей стало неожиданностью следующее открытие. Крысам вкладывали в рот еду, они прожевывали пищу и глотали ее. Далее животным продолжали вкладывать в рот порции корма, и они съедали ровно столько, сколько обычно съедают полностью здоровые крысы за один прием пищи. Затем они решительно отказывались продолжать принимать еду. Это было просто удивительно. «Они могли совершать полноценные приемы пищи!» – восклицает Грилл, все еще взволнованный своим важным открытием, которое сделал четыре десятка лет назад.

Сходства со здоровыми крысами на этом не закончились. Децеребрационные крысы реагировали на различные сигналы «сытости» так же, как и обычные грызуны: они съедали меньше, если перед едой им давали немножко перекусить. Также они съедали меньше, если чувствовали гормон сытости, который производит кишечник во время еды. Этот эксперимент без тени сомнения указывает на способность мозгового ствола в одиночку контролировать состояние кишечника и генерировать сигнал насыщения, которым заканчивается прием пищи.[129]

Благодаря работам Грилла и других ученых мы четко представляем себе весь процесс насыщения. Когда мы едим, пища попадает к нам в желудок и растягивает его. После того как пища частично переварится, она отправляется дальше, в тонкий кишечник. Здесь особые клетки в стенках тонкого кишечника определяют количество и качество питательных веществ, поступивших в желудочно-кишечный тракт с пищей, то есть углеводы, жиры и белки. Растяжение желудка и питательные вещества направляют сигналы к мозгу главным образом через блуждающий нерв. Он осуществляет коммуникацию органов пищеварения и мозга (рис. 39). В то же время питательные вещества активируют работу кишечника и поджелудочной железы – выбрасывают гормоны, которые запускают работу блуждающего нерва или воздействуют на мозг напрямую.

Рис. 39. Ядро одиночного пути и блуждающий нерв.

Сигналы, которые несут в себе информацию о количестве и качестве только что съеденной пищи, устремляются в ядро одиночного пути. Этот отдел мозга соединяет блуждающий нерв с мозговым стволом. Ядро одиночного пути интегрирует различные сигналы, которые поднимаются из пищеварительного тракта. Результатом его работы становится уровень сытости, который ядро устанавливает в зависимости от того, что вы съели. Эти сложные вычисления происходят без участия нашего сознания. Единственная информация, которая доходит до сознательной части мозга, это ощущение, что мы наелись или не наелись.

Несмотря на то что область гипоталамуса раньше носила звание центра сытости, а лептин называли фактором сытости, сегодня мы считаем, что мозговой ствол является основным отделом мозга, который напрямую контролирует состояние насыщения от одного приема пищи до другого.

Лептин и гипоталамус осуществляют регуляцию энергетического баланса и адипозности в долгосрочной перспективе. Эксперименты Грилла показывают, что децеребрационные крысы при умении принимать пищу в нормальном объеме не могут подстроиться под ситуацию, когда им дают недостаточно корма. Если крыс недокармливать, то они не могут компенсировать недостаток энергии, увеличивая объем пищи, съедаемой в следующий раз. Другими словами, система насыщения крыс работает прекрасно, но липостат не справляется со своими задачами. Для осуществления работы липостатической системы требуется работа гипоталамуса. Ему стоит дать более корректное название – центр адипозности, а лептин в этом случае следует называть фактором адипозности. Но все же это определение ролей нельзя определить как окончательное. По данным Грилла, мозговой ствол до некоторой степени участвует в регуляции адипозности, а гипоталамус может оказывать влияние на объем съедаемой пищи.

Эта информация должна в дальнейшем достигнуть нейронной цепи, которая отвечает за выбор двигательного шаблона, и сказать мозгу, нужно ли продолжать есть или пора остановиться. Хотя нам известно, что гипоталамус и мозговой ствол соединены множеством связей с базальными ганглиями и родственными структурами, мы по-прежнему не имеем четкого представления о том, как они влияют на принятие решений, связанных с пищей. Исследования Пальмитера и Лоуэлла привели нас к небольшому отделу мозга, который называется парабрахиальным ядром. Оно получает входящий сигнал (прямой и опосредованный) от NPY-, ПОМК-нейронов и нейронов из ядра одиночного пути. Парабрахиальное ядро, возможно, окажется главной управляющей структурой чувств голода и сытости, которая имеет доступ к двигательным шаблонам. Но это еще предстоит выяснить.[130]