Votre appétit révèle comment fonctionne votre cerveau

Vous conduisez par votre joint local de restauration rapide. L'arôme des hamburgers charnus chatouille vos narines. Wow, ça sent bon! J'ai faim! vous réalisez consciemment à un moment donné – probablement quelques secondes après avoir fait un virage illégal à partir de la voie de gauche et fouetté jusqu'à la fenêtre du drive-through.

"Voudriez-vous des frites avec ça?"

Vous obtenez une image mentale de succulentes pommes de terre dorées trempées dans du ketchup. "Sûr. Pourquoi pas? Cela semble trop bon pour résister. "

Vous pourriez regretter cette impulsion plus tard en essayant de mettre votre ceinture à la ceinture, mais il n'y a pas moyen d'échapper aux pulsions quotidiennes de l'appétit, de la faim et du comportement alimentaire. Ils sont câblés dans votre cerveau. Vous éprouvez un désir de nourriture plusieurs fois par jour, mais la motivation n'est pas toujours la même. L'arôme de la viande grillée peut déclencher votre appétit, mais aussi la vue d'un beignet de sucre, la cloche du camion de crème glacée, ou simplement l'horloge sur le mur qui dit que c'est l'heure du déjeuner. La faim se manifeste également à l'intérieur, bien avant que vous ne vous rendiez compte des douleurs abdominales. La diminution de la concentration de glucose dans le sang stimule l'appétit. Plus votre niveau de glucose dans le sang diminue, plus vous vous sentez stressé. . . et si vous n'avez pas mangé depuis six ou huit heures, vous risquez de vous sentir vorace.

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Bien sûr, le goût de la nourriture commence avec les impulsions nerveuses dans la bouche, mais c'est votre cerveau qui perçoit (et peut-être aspire) doux et salé. Vos comportements de recherche de nourriture, de nourriture et de recherche de nourriture se manifestent également dans votre cerveau, et peut-être avez-vous remarqué que votre cerveau peut avoir un esprit propre lorsqu'il s'agit de nourriture. Est-ce que les vues et les odeurs déclenchent votre comportement de recherche de nourriture? Changez-vous votre modèle de nourriture quand vous êtes stressé ou seul? Mangez-vous quand vous n'avez pas faim ou mangez plus que ce que vous savez est bon pour vous? Avez-vous envie de certains aliments et pas d'autres?

Les réponses à toutes ces questions reposent sur des questions plus fondamentales sur la façon dont le cerveau est organisé. Depuis 150 ans, les neuroscientifiques ont comparé l'organisation du cerveau à la structure de commandement d'une organisation militaire, selon l'armée américaine. Les centres cérébraux du néocortex les plus évolués, les plus récents, agissent comme des généraux – donc la théorie prend des directives et émettent des directives, tandis que les centres cérébraux inférieurs et plus primitifs fonctionnent comme des soldats, exécutant des tâches routinières et prenant des ordres de plus haut niveau. la chaîne de commandement. Tout cela semble efficace et ordonné, mais comme tout observateur de poids le sait, le modèle de commande top-down du cerveau n'explique pas beaucoup quand il s'agit de contrôle de l'appétit. Les signaux internes et les signaux externes déclenchent un comportement alimentaire indésirable même dans les cas les plus déterminés. La volonté est notoirement peu fiable, et les neuroscientifiques en sondent les raisons. Dans le processus, ils construisent de nouveaux modèles d'organisation du cerveau, peut-être plus précis.

Cette semaine dans les Actes de l'Académie nationale des sciences, Richard Thompson et Larry Swanson (ci-dessous) de l'USC suggèrent que le cerveau ressemble plus à Internet que l'armée. Au lieu d'une chaîne de commandement descendante, le cerveau peut être organisé en un système de circuits d'interconnexion dans lequel, le long d'un chemin ou d'un autre, tout est relié à tout le reste et aucun centre central de commande et de contrôle ne fonctionne. La connectivité structurelle du cerveau peut dépendre d'un réseau de circuits, ce qui signifie que pratiquement chaque partie du cerveau peut influencer chaque autre partie.

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Larry Swanson, USC

La métaphore Internet aide à expliquer le système de circuits d'interconnexion que Swanson a trouvé en étudiant les régions d'alimentation et d'appétit du cerveau au cours des douze dernières années. Le noyau accumbens (NA), peu connu ou étudié jusqu'à il y a une dizaine d'années, est une partie importante de ce circuit. Il influence la qualité d'un aliment. Ses actions expliquent, en partie, pourquoi les aliments ont meilleur goût quand vous avez faim que lorsque vous êtes rassasié.

Dans cette expérience nouvellement publiée, Thompson et Swanson ont injecté des traceurs chimiques dans une minuscule région de l'AN dans des cerveaux de rats. La région est reconnue comme un "point chaud hédonique"; son action stimule le comportement alimentaire, peut-être parce qu'il augmente le plaisir des goûts sucrés. Les traceurs ont permis aux chercheurs de suivre les voies que les influx nerveux traversent à travers différentes structures cérébrales. Les tracés ont montré que les signaux voyagent parmi les AN et d'autres régions du cerveau connues pour contrôler l'appétit, le stress et la dépression.

[Pour les anatomistes parmi vous (voir diagramme), les traceurs ont révélé un circuit neuronal de quatre nœuds d'une boucle fermée: une minuscule région du noyau accumbens (ACBdm); la zone hypothalamique latérale antérieure (LHAa); les noyaux paraténiaux et paraventriculaires antérieurs (PTa / PVTa); et la zone infralimbique corticale (ILA). Certaines des voies étaient excitatrices: elles ont déclenché des impulsions dans une autre partie du cerveau. D'autres étaient inhibiteurs: ils arrêtaient les impulsions. Certains des produits ont innervé les régions du cerveau qui contrôlent le métabolisme et le comportement alimentaire.]

Autour et autour d'une série de boucles, les messages voyagent dans toutes les directions. Ainsi, le «schéma de circuit» de l'appétit n'est pas l'organigramme linéaire d'une organisation militaire; c'est un réseau de rétroaction mieux par rapport aux réseaux informatiques tels que l'Internet. L'appétit n'est pas la seule fonction cérébrale pouvant fonctionner de la même façon que sur Internet. «Beaucoup d'influences sur le comportement ne sont pas top-down», dit Swanson. "L'attention, l'excitation, le cycle sommeil-éveil-votre état comportemental-ce genre de choses ne sont pas sous contrôle volontaire non plus."

La technique de traçage peut être utilisée pour construire un schéma de câblage de tout le système nerveux, dit Swanson. Cette notion est à l'origine de plusieurs projets nouvellement financés qui permettront aux neuroscientifiques de faire pour le cerveau ce que les généticiens ont fait pour le génome: le but est de cartographier le «connectome», qui signifie tous les circuits interconnectés du cerveau. Swanson travaille déjà à cartographier le connectome de la souris. Finalement, lui et d'autres neuroscientifiques espèrent trouver les voies par lesquelles l'une quelconque des 500 parties distinctes du cerveau peut communiquer avec toutes les autres. "Si vous avez assez de liens dans la chaîne, vous revenez à partout," dit Swanson, "et une fois que vous entrez dans ce réseau compliqué, vous pouvez en assommer différentes parties et cela fonctionne encore – peut-être pas parfaitement, mais il y a façons alternatives de se déplacer. "

Thompson et Swanson espèrent que leur travail stimulera de nouvelles approches mathématiques et de nouvelles façons de penser sur la façon dont le cerveau est organisé. «La manière hiérarchique est la façon dont la plupart des gens pensent», dit Swanson, «[mais] quand vous avez des boucles et des boucles, les définitions réelles du feedback et du feed-forward et du haut et du bas deviennent très floues. t le meilleur pour décrire ce qui se passe. "

Certes, la connaissance du circuit de l'appétit du cerveau ne va pas rendre la résistance à ce hamburger juteux plus facile, mais mieux nous comprenons notre cerveau, mieux nous sommes en mesure de combattre la bataille du renflement. Et penser à de nouveaux modèles de circuits cérébraux peut vous faire oublier la nourriture – pour un petit moment de toute façon.

Pour plus d'informations:

La troisième partie, «Goût», dans Brain Sense, fournit une discussion complète (et quelques histoires divertissantes) sur les points chauds hédoniques, les fringales et les aversions et l'expérimentation sur le nucleus accumbens.

Le nouveau document de recherche est Richard H. Thompson et Larry W. Swanson, «L'analyse de la connectivité structurelle fondée sur l'hypothèse appuie le modèle hiérarchique de l'architecture du cerveau», Actes de la National Academy of Sciences, 9 août 2010.