脳がスナックと運動のどちらを選ぶか

マウスを使った研究によると、脳内化学物質オレキシンは、スポーツと、私たちが向かう先々で誘惑されるおいしい食べ物のどちらかを選択する際に非常に重要な役割を果たす。

この研究結果は、運動する意欲が湧かない人々の助けにもなるかもしれない。

運動に行くべきか、それともカフェに行っておいしいストロベリーシェイクを楽しむべきか？これまで、この決断をするときに私たちの脳内で何が起きているのかは科学にとって謎だったが、ETHチューリッヒの研究者たちがその答えを見つけた。

彼らは、この決定を媒介する脳内化学物質と神経細胞、つまり伝達物質オレキシンとそれを生成するニューロンを解明した。

これらの神経科学の基礎は、多くの人が十分な睡眠をとっていないために重要です。 エクササイズ私たちのほとんどは、日常生活の数多くの誘惑の 1 つを選んで運動をスキップすることをすでに 1 回、あるいは数回決めたことがあるでしょう。

世界保健機関によると、青少年の80%と成人の27%は十分な運動をしていません。また、肥満は成人だけでなく、子供や青少年の間でも驚くべき割合で増加しています。

注目のオレキシン

「こうした統計にもかかわらず、多くの人は絶えず存在する誘惑に抵抗し、十分な運動をしています」と、ETH チューリッヒの神経科学教授デニス・ブルダコフ氏は言う。「私たちは、脳内で何がこうした決断を助けているのかを知りたかったのです。」

研究者たちはマウスを使った実験で、このプロセスにおいてオレキシンが重要な役割を果たしていることを実証することができた。オレキシンとは、脳内で活動する100種類以上の伝達物質のうちの1つである。

セロトニンやドーパミンなどの他の化学伝達物質は、かなり昔に発見され、その役割はほぼ解明されている。一方、オレキシンの状況は異なる。研究者がオレキシンを発見したのは比較的遅く、約25年前で、現在はその機能を段階的に解明しつつある。ブルダコフ氏はオレキシンの研究に力を注いできた科学者の一人である。

「神経科学では、ドーパミンは、私たちがあることを選択し、他のことを避ける理由を説明するのによく使われる」とブルダコフは言う。この脳のメッセンジャーは、 私たちの一般的な動機。

「しかし、ドーパミンに関する現在の知識では、なぜ私たちが食べる代わりに運動しようと決めるのかを簡単には説明できません」とブルダコフ氏は続ける。

「私たちの脳は、食べるときも運動するときもドーパミンを放出しますが、なぜどちらか一方を選ぶのかは説明できません。」

何がそうさせるのかを解明するため、研究者らは、マウスが10分間の試験で8つの異なる選択肢の中から自由に選択できるという高度な行動実験を考案した。選択肢には、走れるホイールや、標準的なイチゴ味のミルクセーキを楽しめる「ミルクセーキバー」などが含まれていた。

「マウスがミルクセーキを好むのは、人間と同じ理由です。ミルクセーキには砂糖と脂肪がたくさん含まれていて、味が良いからです」とブルダコフ氏は言う。

決断、決断

実験では、科学者たちは異なるマウスのグループを比較した。1つは正常なマウスで、もう1つは薬物または細胞の遺伝子組み換えによってマウスのオレキシン系がブロックされたマウスである。

オレキシン系が正常なマウスは、オレキシン系がブロックされたマウスに比べて、ランニングホイールで過ごす時間が2倍、ミルクセーキバーで過ごす時間が半分でした。

しかし興味深いことに、科学者がマウスにランニングホイールかミルクシェイクのどちらか一方だけを与えた実験では、2つのグループの行動に違いは見られなかった。

「これは、オレキシン系の主な役割は、マウスがどれだけ動くか、どれだけ食べるかを制御することではないことを意味します」とブルダコフ氏は言う。「むしろ、両方の選択肢がある場合に、どちらか一方を選択する決定を下すのがオレキシン系の役割であるようです。」

オレキシンがなければ、ミルクシェイクが強く優先され、マウスは運動をあきらめて食べることに専念した。

研究者たちは、人間でもオレキシンがこのような決断を左右するのではないかと予想している。ここで関与する脳機能は、どちらの種でも実質的に同じであることが知られている。

「これからは、私たちの研究結果を人間で検証することになります」と、ETH チューリッヒのグループリーダーであるダリア・ペレグ・ライブスタイン氏は言う。彼女はデニス・ブルダコフ氏とともにこの研究を率いた。

これには、遺伝的理由によりオレキシン系が制限されている患者を検査することが含まれる可能性があります。これは約2000人に1人の割合で当てはまります。これらの人々はナルコレプシー（睡眠障害）を患っています。もう1つの可能性は、 オレキシンを阻害する薬このような薬は不眠症の患者に認可されています。

「脳が食物摂取と身体活動の間でどのように調整するかを理解すれば、世界的な肥満の蔓延とそれに関連する代謝障害に対処するためのより効果的な戦略を開発できる」とペレグ・ライブスタイン氏は言う。

特に、健康な人や身体活動が制限されている人の運動障壁を克服するのに役立つ介入策が開発される可能性がある。しかし、ブルダコフ氏は、これらは人間を対象とした臨床研究に携わる科学者にとって重要な問題になると指摘する。

彼と彼のグループは、基礎的な神経科学研究に専念しています。次に彼が解明したいのは、運動するか間食するかといった決断を下す際に、オレキシンニューロンが脳の他の部分とどのように相互作用するかです。

この研究は ネイチャーニューロサイエンス。

ソース： チューリッヒ工科大学