كيف يقسم المخ وجبة الطعام إلى مراحل مختلفة؟.. دراسة تجيب

نافذة على العالم - يبدو أن عملية تناول الطعام منظمة على المستوى الخلوي مثل سباق التتابع: أثناء تناول الطعام، يتم تمرير العصا بين فرق مختلفة من الخلايا العصبية حتى نستهلك الكمية المناسبة من الطاقة.

هذا هو الاستنتاج الذي توصلت إليه دراسة حديثة أجراها باحثون في جامعة فريدريش ألكسندر في إرلانجن نورمبرج (FAU).

ومن خلال هذه الآلية المعقدة، من المرجح أن يضمن الدماغ عدم تناولنا كميات قليلة أو كثيرة من الطعام.

وقد يؤدي خلل هذه العملية إلى اضطرابات في الأكل مثل فقدان الشهية أو الإفراط في تناول الطعام. وتظهر النتائج في مجلة Journal of Neuroscience.

تجديد الطاقة

للبقاء على قيد الحياة، نحتاج إلى تجديد طاقتنا بانتظام عن طريق تناول الطعام، وفق ما ذكره موقع ميديكال إكسبريس.

يتم تنسيق هذه العملية في منطقة تحت المهاد، وهي مركز تحكم مهم في الدماغ.

تتلقى منطقة تحت المهاد باستمرار معلومات مهمة من أجسامنا وبيئتنا، مثل ما إذا كان الوقت نهارًا أم ليلًا، أو ما إذا كانت مستويات السكر في الدم منخفضة.

بناءً على هذه البيانات، فإنها تحفز سلوكيات فطرية معينة، مثل الذهاب إلى الفراش عندما يكون الجو مظلمًا أو التوجه إلى الثلاجة عندما نشعر بالجوع.

ولكن كيف يتأكد المخ من أننا لن نتوقف عن الأكل بمجرد أن يهدأ الجوع الأولي ونقوم بتمديد مستقبلات المعدة للإشارة إلى وصول الطعام؟

يقول البروفيسور الدكتور أليكسي بونومارينكو، الذي يشغل منصب أستاذ علم وظائف الأعصاب الجهازية في معهد علم وظائف الأعضاء والأمراض في جامعة فلوريدا أتلانتيك: عندما نأكل، نتحول بسرعة من ما نسميه السلوك "الشهواني" إلى السلوك "الاستهلاكي".

وأضاف: "نحن لا نعرف إلا القليل عن كيفية تحكم الدماغ في مدة هذه المرحلة النهائية، ولا ينبغي أن تكون هذه المرحلة طويلة جدًا ولا قصيرة جدًا حتى نحصل على القدر المناسب من الطاقة".

بقيادة البروفيسور بونومارينكو، قام علماء جامعة فلوريدا أتلانتيك، بالتعاون مع فريق من مستشفى جامعة كولونيا، بدراسة ما يحدث في المخ أثناء تناول الطعام.

وقد درس الباحثون منطقة تحت المهاد لدى الفئران، والتي تشبه في بنيتها منطقة تحت المهاد لدى البشر.

وقالت عالمة الرياضيات مهسا الطافي، مؤلفة مشاركة في الدراسة: "لقد قمنا بتحليل النشاط الكهربائي لمنطقة معينة من منطقة تحت المهاد باستخدام طريقة الذكاء الاصطناعي".

وأضافت: "لقد سمح لنا هذا بتحديد الخلايا العصبية التي تنطلق - أي تولد نبضات كهربائية - في أوقات محددة أثناء تناول الطعام".

تنشيط 4 مجموعات من الخلايا العصبية

تمكن العالم من تحديد أربع مجموعات مختلفة من الخلايا العصبية التي تصبح نشطة بالتتابع أثناء عملية الأكل.

تعمل هذه المجموعات من الخلايا العصبية معًا مثل عدائي التتابع، حيث تشارك كل منها في مراحل مختلفة من السباق.

يقول البروفيسور بونومارينكو: "نعتقد أن هذه الفرق تزن المعلومات التي تتلقاها من الجسم بشكل مختلف - على سبيل المثال، مستوى السكر في الدم، وكمية هرمونات الجوع، ومدى امتلاء المعدة".

على سبيل المثال، قد يعطي الفريق الرابع وزنًا أكبر لمستشعرات التمدد مقارنة بالفريق الأول.

وبهذه الطريقة فإن المهاد قد يضمن أننا لا نأكل أقل أو أكثر من اللازم.

كما نظر الباحثون في كيفية تواصل الخلايا العصبية داخل كل فريق مع بعضها البعض، فمن المعروف منذ فترة طويلة أن الخلايا العصبية لديها إيقاع للنشاط: فهناك أوقات تكون فيها قابلة للإثارة بشكل خاص وأوقات لا تنشط فيها تقريبًا.

وتتناوب هذه المراحل بانتظام - غالبًا عشرات المرات في الثانية أو أكثر.

للتواصل، يجب أن تتذبذب الخلايا العصبية بنفس الإيقاع. الأمر أشبه باستخدام جهاز اتصال لاسلكي: يجب ضبط كلا الجهازين على نفس التردد وإلا فلن تسمع سوى صوت ثابت.

يقول البروفيسور بونومارينكو: "لقد تمكنا الآن من إظهار أن مجموعات الخلايا العصبية المشاركة في تناول الطعام تتواصل جميعها على نفس الترددات، وعلى النقيض من ذلك، فإن مجموعات الخلايا العصبية المسؤولة عن سلوكيات أخرى - مثل استكشاف البيئة أو التفاعل الاجتماعي - تفضل التواصل عبر قناة مختلفة".

وربما يسهل هذا على الخلايا العصبية المشاركة في تناول الطعام تبادل المعلومات وإيقاف عملية الأكل في الوقت المناسب، وربما يكون لهذا الاكتشاف إمكانات علاجية أيضًا: فمن الممكن بالفعل التأثير على إيقاع الخلايا العصبية من الخارج، على سبيل المثال من خلال المجالات المغناطيسية المتذبذبة.

ولعل التواصل بين "فرق التغذية" هذه قد يتحسن بهذه الطريقة.

وإذا نجحت هذه الطريقة، فقد تساعد في تخفيف اضطرابات الأكل ـ على الأقل هذا هو الأمل على المدى البعيد.

يوضح بونومارينكو، العالم بجامعة فلوريدا أتلانتيك: "في الفئران، يمكن التأثير على السلوك التذبذبي للخلايا العصبية بشكل أكثر مباشرة من خلال التلاعبات الضوئية الجينية، ونحن نخطط الآن لإجراء دراسة متابعة للتحقيق في كيفية تأثير ذلك على سلوك التغذية لديهم".