Результаты, опубликованные на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, создают научную основу для влияния мозга на функции органов и подчеркивают важность связи между мозгом и телом.
До сих пор исследования взаимодействия кишечника и мозга в основном были сосредоточены на влиянии кишечника и его микробиома на мозг. Но это не улица с односторонним движением – мозг также влияет на работу желудка.
«Много лет назад Павлов продемонстрировал, что центральная нервная система использует сигналы окружающей среды и прошлый опыт для создания упреждающих реакций, способствующих эффективному пищеварению», – сказал Питер Стрик, доктор философии.D., Научный руководитель Института мозга и кафедра нейробиологии в Питте. «И мы давно знаем, что каждый рост безработицы и связанного с ней стресса сопровождается увеличением уровня смертности от язвы желудка."
Чтобы найти области мозга, которые контролируют кишечник, Стрик и его соавтор Дэвид Левинталь, М.D., Ph.D., доцент кафедры гастроэнтерологии, гепатологии и питания в Pitt, использовал штамм вируса бешенства для отслеживания связей между мозгом и желудком.
После инъекции в желудок крысы вирусный индикатор вернулся в мозг, перескакивая от нейрона к нейрону – используя тот же трюк, который использует вирус бешенства для проникновения в мозг после попадания в тело через укус или царапину. – выявить области мозга, которые контролируют желудок.
Стрик и Левинталь обнаружили, что парасимпатическая нервная система – «отдых и переваривание» – ведет от желудка в основном к области мозга, известной как ростральный островок, который отвечает за висцеральные ощущения и регуляцию эмоций.
«Желудок отправляет сенсорную информацию в кору, которая отправляет инструкции обратно в кишечник», – сказал Стрик. «Это означает, что наши« инстинктивные ощущения »строятся не только на сигналах, поступающих из желудка, но и на всех других воздействиях на ростральный островок, таких как прошлый опыт и контекстные знания."
Напротив, симпатические – «сражайся или беги» – пути центральной нервной системы, которые срабатывают, когда мы испытываем стресс, преимущественно восходят назад от желудка к первичной моторной коре головного мозга, которая является местом произвольного контроля над скелетные мышцы, которые двигают тело.
Выявление этих нервных путей, которые соединяют мозг и желудок, может дать новое представление об общих расстройствах кишечника.
Например, инфекция Helicobacter pylori обычно вызывает образование язвы, но нисходящие сигналы из коры головного мозга могут влиять на рост бактерий, регулируя секрецию желудка, чтобы сделать желудок более или менее благоприятным для захватчиков.
Эти идеи также могут изменить клиническую гастроэнтерологическую практику.
Знание о том, что мозг осуществляет физический контроль над кишечником, дает врачам новый способ решения проблем с кишечником.
«Некоторые распространенные расстройства кишечника, такие как диспепсия или синдром раздраженного кишечника, могут не вылечиться при нынешнем лечении», – сказал Левинталь, который также является гастроэнтерологом в UPMC. "Наши результаты обеспечивают корковые цели, которые будут иметь решающее значение для разработки новых методов лечения мозга, которые могут быть полезны для наших пациентов."