Выяснено, как кишечник связан с мозгом

Сотрудники Иллинойсского университета в Урбана-Шампейне обнаружили, что мозг и кишечник, особенно его часть, называемая тонкой кишкой, связаны между собой с помощью специальных нейронов. Благодаря этому орган пищеварения может посылать сигналы в мозг, а мозг — отправлять «указания» кишечнику. О своем исследовании авторы сообщили в журнале Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical.

Неудивительно, что мозг реагирует на сигналы в кишечнике, инициируя моторные функции, связанные с пищеварением. Направляемые стволом головного мозга, эти основные биологические действия в значительной степени автоматизированы. Но что, если на сам мозг — его мыслительный и эмоциональный центры — также влияют сигналы из кишечника?

Чтобы выяснить это, авторы новой работы решили построить карту нейронных связей. Для этого они ввели нейротропные вирусы в двенадцатиперстную кишку крыс и проследили их движение от нейрона к нейрону вдоль блуждающих и спинномозговых нервов и по всему головному мозгу. Идея ученых заключалась в том, что движение вируса имитировало прохождение нормальных сигналов через нейроны от кишечника к головному мозгу и обратно. В результате авторы обнаружили множество связей в области ствола и заднего мозга, которые участвуют в ощущении и управлении органами тела. Это не стало большим сюрпризом для исследователей. Однако, когда вирусы продвинулись дальше, в те части мозга, которые обычно считаются эмоциональными центрами или центрами обучения, авторы удивились.

Исследование представляет собой первую полную карту нейрональных связей между тонким кишечником и всем мозгом. Вовлечение когнитивных и эмоциональных центров может помочь выяснить, как высший мозг иногда игнорирует наше чувство сытости. Результаты исследования также дают пищу для изучения взаимосвязи между депрессией и расстройствами пищеварения, а также многих других областей науки.

Кроме самой карты, ученые выяснили интересные особенности нейронов, передающих сигналы от органов пищеварения к мозгу. В большинстве систем организма сигналы от органа к мозгу передаются одним типом нейронов (например, сенсорными), а информация в обратном направлении идет с помощью другого типа (например, двигательных) этих клеток. Но в ходе этого исследования ученые обнаружили, что примерно половина нейронов, участвующих в передаче информации между мозгом и кишечником, может выполнять обе эти функции. То же самое ученые находили только один раз — при исследовании связи между жировой тканью и мозгом. Тогда биологи обнаружили, что те же 50% нейронов обладают возможностью «двусторонней коммуникации».