Các tế bào kiểm soát cơn đói ảnh hưởng đến cấu trúc và chức năng của não

Vùng vỏ não trước trán của não người chịu trách nhiệm về một loạt các chức năng phức tạp từ ra quyết định cho đến một số loại trí nhớ. Khi phần này của não gặp trục trặc, nó có thể rất bất lợi cho nhận thức và hành vi. Trên thực tế, rối loạn chức năng ở vỏ não trước có liên quan đến một số bệnh tâm thần, bao gồm tâm thần phân liệt và rối loạn trầm cảm nặng.

Các nhà khoa học tại Đại học Yale - Hoa Kỳ cùng nhóm nghiên cứu ở Hungary đã phát hiện ra rằng tế bào ở vùng dưới đồi - là khu vực của não kiểm soát các chức năng như đói và nhiệt độ cơ thể - đóng vai trò quan trọng trong việc định hình cấu trúc và chức năng của vỏ não trước trán ở chuột, phát hiện có thể cung cấp manh mối về cách vùng não này bị thay đổi trong bệnh tật và mở ra những con đường mới để điều trị.

Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả tập trung vào các tế bào thần kinh peptide liên quan đến agouti (AgRP) nằm ở vùng dưới đồi của não. Những tế bào thần kinh này kiểm soát cơn đói và điều chỉnh cả hành vi cho ăn và hành vi không cho ăn. Khi các nhà khoa học làm suy giảm tế bào thần kinh AgRP ở chuột, họ nhận thấy có ít tế bào thần kinh trong vỏ não trước hơn ở động vật khỏe mạnh.

Giáo sư Tamas Horvath tại Yale cho biết: “Các tế bào thần kinh vẫn còn nhỏ hơn bình thường và hoạt động khác nhau để phản ứng với những tín hiệu từ cơ thể và tín hiệu từ một số tế bào xung quanh. Tế bào thần kinh AgRP không có kết nối trực tiếp mạnh với vỏ não. Nhưng chúng chiếu tới các vùng não khác kết nối với vỏ não trước trán”.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng các tế bào thần kinh ở một trong những khu vực này - vùng não giữa được gọi là một bó các tế bào thần kinh VTA (ventral tegmental area) - hoạt động quá mức khi các tế bào thần kinh AgRP bị suy giảm. Sau đó, những tế bào thần kinh hoạt động quá mức đó tiết ra nhiều dopamine, một chất dẫn truyền thần kinh, ở vỏ não trước so với mức bình thường ở những con chuột khỏe mạnh, do đó, tác động tiêu cực đến hành vi của chuột. Ví dụ, họ phát hiện ra rằng những con chuột di chuyển xung quanh nhiều hơn và có phản ứng giật mình bất thường.

Giáo sư Tamas Horvath giải thích: “Những tế bào thần kinh kiểm soát cơn đói và sự ăn uống này sẽ ảnh hưởng đến vỏ não và hành vi của con người. Khi đói, bạn cần tất cả các hành vi của mình xếp thành hàng để có thể tìm thấy thức ăn và ăn nó. Khi bạn không còn đói, bạn phải thay đổi hành vi của mình để tập trung vào những gì quan trọng trong thời điểm đó”.

Sau khi phát hiện ra những tác động làm suy yếu tế bào AgRP trên vỏ não, các nhà nghiên cứu sau đó đã cố gắng ngăn chặn chúng. Họ phát hiện ra rằng clozapine - một loại thuốc chống loạn thần ngăn chặn tác dụng của dopamine và được sử dụng để điều trị bệnh tâm thần phân liệt - có thể ngăn ngừa một số vấn đề này, bao gồm mất tế bào thần kinh, khi được sử dụng vào đúng thời điểm. Khi nói đến những thay đổi vỏ não này, thời điểm là rất quan trọng. Trong nghiên cứu, những khiếm khuyết bắt đầu xuất hiện ở tuổi dậy thì khi não bộ vẫn đang phát triển và dễ bị tổn thương. Đó cũng là lúc việc quản lý clozapine có tác động.

Tầm quan trọng của giai đoạn phát triển này có thể làm sáng tỏ bệnh tâm thần, thường có thể xuất hiện ở cuối tuổi vị thành niên và tại sao việc sử dụng chất kích thích trong thời gian đó có thể ảnh hưởng lâu dài đến hành vi, sinh lý và bệnh tật. Những phát hiện này cũng có thể cung cấp một mục tiêu điều trị mới. Tế bào AgRP ở vùng dưới đồi nằm ngoài hàng rào máu não, một tính năng của não bảo vệ nó khỏi các chất độc hại và ngăn nhiều loại thuốc đến mô não.

Nghiên cứu cũng bổ sung thêm bằng chứng cho thấy chức năng của vỏ não bị ảnh hưởng bởi các vùng nguyên thủy hơn của não và các bộ phận khác của cơ thể. Và cách các tế bào AgRP cũng có thể ảnh hưởng đến vỏ não thông qua trung gian của gan.