Cafeaua neagră poate fi surprinzător de neplăcută. Senzația amară puternică este genul de gust pe care creierul nostru este în mod natural înclinat să îl evite, conform ScienceDaily.
Cu toate acestea, milioane de oameni ajung, în cele din urmă, să aprecieze același gust și chiar să aștepte cu nerăbdare cafeaua de dimineață.
S-ar putea ca oamenii de știință de la Universitatea din California, San Francisco să fi descoperit o parte importantă a răspunsului.
Cercetarea lor dezvăluie o cale de dopamină puțin înțeleasă, care leagă sistemul digestiv de creier și ajută la explicarea modului în care dezvoltăm o preferință pentru anumite gusturi prin experiențe repetate.
Dopamina este un mesager chimic implicat în motivație, recompensă și învățare.
Cercetătorii știau de mult timp că aceasta ajută creierul să recunoască experiențele care merită repetate. Cu toate acestea, majoritatea studiilor au analizat semnalele rapide ale dopaminei, care apar în câteva secunde după întâlnirea cu ceva plăcut, cum ar fi vederea unui preparat preferat.
Noua cercetare, publicată pe 4 noiembrie în revista Nature, analizează un sistem diferit.
Această cale mai lentă răspunde informațiilor care provin din interiorul organismului, permițând creierului să învețe despre beneficiile alimentelor după ce acestea au fost consumate.
„Am demonstrat că acest sistem lent al dopaminei este cel care ne determină să învățăm, în timp, să apreciem anumite alimente și putem observa unde și cum se întâmplă acest lucru”, a declarat Zachary Knight, doctor în științe, profesor de fiziologie și autor principal al studiului.
Descoperirile oferă o posibilă explicație pentru motivul pentru care un gust inițial neplăcut poate deveni treptat agreabil.
Odată ce creierul asociază gustul cafelei cu efectele stimulante ale cofeinei, a explicat Knight, „cafeaua începe să aibă un gust mult mai bun”.
Cum transmite intestinul semnale de recompensă către creier
Oamenii de știință au petrecut zeci de ani investigând dopamina și influența acesteia asupra comportamentului. Semnalele sale rapide, bine cunoscute, ne ajută să reacționăm la oportunitățile de recompensă.
Însă dopamina funcționează și pe o scară temporală mai lentă, printr-un sistem căruia i s-a acordat mult mai puțină atenție.
Potrivit lui Knight, acest proces mai lent se desfășoară în mare parte în afara conștienței noastre.
Atunci când alimentele ajung în tractul digestiv, senzori specializați detectează nutrienții, inclusiv zahărul și grăsimile. Informațiile despre acești nutrienți sunt transmise către creier, unde pot produce un răspuns dopaminergic care se dezvoltă treptat și continuă timp de câteva minute.
Pentru a investiga acest proces, Knight a colaborat cu James Grove, doctor în științe, care era la acea vreme student la doctorat. Cercetătorii au introdus nutrienți direct în stomacul șoarecilor, monitorizând în același timp activitatea dopaminei în întregul creier.
Cercetătorii au folosit fie apă cu zahăr, fie un lichid asemănător unui milkshake. Introducerea directă a acestor substanțe în stomac le-a permis să separe efectele nutrienților de experiența gustării alimentelor.
Rezultatele au evidențiat un răspuns dopaminergic puternic și prelungit într-o anumită regiune a creierului, numită amigdala bazolaterală anterioară.
Amigdala este implicată în procesarea emoțiilor și învățare, inclusiv în formarea asocierilor dintre experiențe și consecințele acestora.
Oamenii de știință știau deja că dopamina este eliberată în această regiune, însă rolul său nu fusese clarificat.
„Puteam observa că această dopamină face parte dintr-un sistem diferit și am început să înțelegem rolul său”, a declarat el.
Cercetătorii au descoperit un circuit cerebral care modifică preferințele alimentare
Identificarea semnalului „dopaminergic” a fost doar începutul. Cercetătorii au vrut apoi să stabilească dacă acesta influențează efectiv modul în care animalele învață să prefere anumite gusturi.
Mai întâi, au întrerupt calea nou identificată la șoareci. Animalele au continuat să mănânce în mod normal, ceea ce a indicat că întreruperea nu le împiedica să consume alimente. Cu toate acestea, ele și-au pierdut capacitatea de a învăța că un gust necunoscut era asociat cu aportul de calorii.
Echipa a realizat apoi experimentul opus. După ce șoarecii au gustat un aliment fără calorii, cercetătorii au activat artificial fibrele dopaminergice din BLA. În mod remarcabil, animalele au dezvoltat o preferință pentru acel gust, deși acesta nu le oferea nicio recompensă nutritivă.
Practic, stimularea acestei căi a reprodus semnalul de învățare pe care nutrienții l-ar genera în mod obișnuit.
Împreună, experimentele au demonstrat că acest sistem dopaminergic joacă un rol esențial în procesul prin care creierul învață care gusturi anticipează efecte nutritive recompensatoare.
O descoperire surprinzătoare în partea stângă a creierului
Cercetătorii au căutat, de asemenea, dovezi că un proces similar are loc și la oameni. Studiile de imagistică cerebrală realizate de colaboratorii lui Knight au evidențiat un tipar izbitor de asemănător.
Dana Small, doctor în științe, psiholog la Universitatea Yale, a reanalizat datele unui studiu anterior de tomografie cu emisie de pozitroni (PET), la care au participat 13 bărbați. Participanții consumaseră fie un milkshake, fie o băutură fără calorii.
Analiza sa a arătat că eliberarea dopaminei după administrarea nutrienților era concentrată în special în partea stângă a BLA.
Un studiu separat, coordonat de Marc Tittgemeyer, doctor în științe, și colegii săi, a oferit dovezi suplimentare. Folosind imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI), care măsoară modificările activității cerebrale asociate fluxului sanguin, cercetătorii au examinat 38 de adulți după ce aceștia au consumat glucoză, un zahăr simplu.
Aceștia au observat o creștere a activității în aceeași regiune a creierului.
Una dintre cele mai neașteptate descoperiri a fost că răspunsul nu era distribuit în mod egal între cele două emisfere cerebrale.
Atât la șoareci, cât și la oameni, nutrienții au produs un răspuns dopaminergic considerabil mai puternic în partea stângă a BLA decât în regiunea corespunzătoare din partea dreaptă.
Acest dezechilibru l-a surprins pe Knight, deoarece rețelele cerebrale responsabile de funcții esențiale, precum alimentația, sunt considerate, în general, relativ simetrice.
Motivul pentru care partea stângă joacă un rol atât de important rămâne necunoscut. Laboratorul lui Knight investighează în prezent cauzele acestei diferențe neobișnuite.
Descoperirea ar putea să îi ajute pe oamenii de știință să schimbe poftele alimentare
Identificarea acestei căi le oferă cercetătorilor o imagine mai clară asupra modului în care sistemul digestiv influențează răspunsurile învățate ale creierului la alimente.
De asemenea, ridică o posibilitate interesantă: ar putea oamenii de știință să folosească în cele din urmă aceste cunoștințe pentru a schimba alimentele pe care oamenii le consideră atrăgătoare?
Un domeniu de interes îl reprezintă medicamentele GLP-1, o clasă de medicamente care imită un hormon eliberat în mod natural de intestin. Aceste medicamente pot modifica semnificativ apetitul și comportamentul alimentar.
Echipa lui Knight nu a investigat medicamentele GLP-1 în noul studiu, astfel că nu se știe încă dacă acestea influențează calea dopaminergică identificată de cercetători.
Totuși, Knight sugerează că o posibilă explicație pentru unele dintre efectele lor ar putea implica reducerea semnalelor de dopamină generate atunci când nutrienții ajung în sistemul digestiv. Dacă acest lucru se întâmplă, alimentele ar putea deveni treptat mai puțin recompensatoare, deoarece creierul ar primi semnale mai slabe care să le consolideze gustul.
Deocamdată, aceasta rămâne o ipoteză, nu un efect demonstrat al medicamentelor.
Implicațiile mai ample depășesc problema senzației de foame și de sațietate. Multe metode de modificare a comportamentului alimentar se concentrează pe reducerea apetitului sau pe intensificarea senzației de sațietate după masă. Noua cale identificată sugerează că procesul prin care creierul învață preferințele alimentare ar putea deveni, în viitor, o altă țintă.
Prin influențarea modului în care creierul asociază gusturile cu efectele lor, tratamentele viitoare ar putea ajuta oamenii să își dezvolte alte preferințe alimentare, în loc să îi facă pur și simplu să simtă mai puțină foame.
„Înțelegând etapele dintre detectarea nutrienților în intestin și procesul de învățare din creier, ar putea fi posibilă ajustarea fină a acestora pentru a ne schimba subtil preferințele pentru diferite alimente”, a declarat Knight.
Descoperirea oferă o nouă perspectivă asupra motivului pentru care gusturile noastre se pot schimba în timp. De la învățarea plăcerii de a bea cafea amară până la dezvoltarea unei preferințe pentru alimentele bogate în calorii, ceea ce ne place să mâncăm ar putea depinde, în parte, de un dialog discret între intestin și creier, care continuă mult timp după prima înghițitură.
Cercetarea a fost susținută de Institutele Naționale de Sănătate din Statele Unite (NIH).
