Bagaimana otak kita memberitahu kita bahawa kita dahaga?
Satu kajian baru memetakan rangkaian otak yang memberitahu kita kapan kita perlu minum air, dan juga ketika kita sudah cukup. Penyelidikan ini menemui hierarki saraf dengan merangsang dan menekan keinginan untuk minum pada tikus.
Rasa dahaga adalah sensasi yang biasa dilakukan oleh semua orang dan setiap haiwan.
Ini adalah pengalaman yang sangat biasa sehingga sebilangan kecil dari kita memikirkannya. Tetapi ahli sains saraf terpesona dengannya.
Berkaitan dengan kelangsungan hidup organisma, kehausan sangat penting. Haiwan yang tidak mengambil cecair ketika memerlukannya tidak akan hidup lama.
Tanpa air, sebahagian besar proses di dalam tubuh akan tersekat, dan pada manusia, kematian berlaku dalam beberapa hari.
Walaupun idea bahawa otak kita dapat mengesan tahap air di dalam badan dan mendorong keinginan kita untuk minum bukanlah sesuatu yang baru, namun ilmu saraf yang tepat di belakangnya perlahan-lahan hanya diselesaikan.
Kajian terbaru untuk menyiasat mekanisme dahaga dilakukan oleh Yuki Oka, seorang penolong profesor biologi di Caltech di Pasadena, CA. Penemuan ini diterbitkan minggu ini di Alam semula jadi.
Otak yang dahaga
Beberapa kerja telah dilakukan di kawasan ini. Kajian menunjukkan bahawa struktur seperti lembaran di otak depan, lamina terminalis (LT), penting dalam pengaturan dahaga. LT terdiri daripada tiga bahagian: organum vasculosum laminae terminalis (OVLT), organ subfornikal (SFO), dan nukleus preoptic median (MnPO).
Majoriti otak dipisahkan dari aliran darah oleh penghalang darah-otak. Di samping peranan lain, membran ini melindungi otak dari patogen, seperti bakteria. Tetapi SFO dan OVLT tidak biasa; mereka tidak dilindungi oleh penghalang darah-otak dan secara langsung dapat menghubungi aliran darah.
Komunikasi langsung dengan darah ini memungkinkan mereka menilai kepekatan natrium, jadi "rasa masin" darah adalah petunjuk yang baik tentang seberapa terhidratnya binatang.
Kerja terdahulu telah menunjukkan bahawa LT mengandungi neuron rangsangan. Apabila mereka dirangsang dengan tikus, ia menimbulkan tingkah laku minum.
Dalam kajian baru ini, para saintis mendapati bahawa MnPO sangat penting, kerana inti menerima input rangsangan dari SFO tetapi tidak sebaliknya.
Mereka menunjukkan bahawa apabila "neuron rangsangan MnPO dibungkam secara genetik, merangsang SFO atau OVLT" tidak lagi menghasilkan tingkah laku minum pada tikus.
Hierarki dahaga
Kajian ini adalah yang pertama untuk menerangkan organisasi hierarki LT: MnPO mengumpulkan maklumat dari SFO dan OVLT dan menyebarkannya ke pusat otak lain untuk mencetuskan aktiviti minum.
Para saintis juga berusaha menjawab soalan lain mengenai tingkah laku minum: bagaimana kita tahu kapan harus berhenti? Prof Oka menjelaskan teka-teki itu, dengan mengatakan, "Ketika anda mengalami dehidrasi, anda mungkin meneguk air selama beberapa saat, dan anda merasa puas."
"Namun," tambahnya, "pada saat itu darah Anda belum dihidrasi lagi: biasanya memakan masa sekitar 10 hingga 15 minit. Oleh itu, SFO dan OVLT tidak dapat mengesan rehidrasi darah sebaik sahaja minum. Walaupun begitu, otak entah bagaimana tahu bila berhenti minum sebelum badan dihidrasi sepenuhnya. ”
Ini menunjukkan bahawa ada isyarat lain yang lebih pantas yang memberitahu otak untuk berhenti minum. Kajian menunjukkan bahawa neuron rangsangan di LT menjadi tenang ketika seekor tikus mula minum, tetapi bagaimana keadaan ini tidak diketahui.
Prof Oka dan pasukan menunjukkan bahawa neuron penghambat di MnPO bertindak balas terhadap tindakan fizikal minum dan menekan aktiviti di neuron dahaga SFO. Menariknya, neuron penghambat hanya menjalankan tugasnya sebagai tindak balas terhadap pengambilan cecair - dan bukan makanan.
Mereka percaya bahawa perbezaan antara cecair dan pepejal adalah mungkin dengan memantau pergerakan orofaring, yang merupakan bahagian kerongkong yang terlibat dalam mekanisme menelan. Aktivitinya ketika minum berbeza dengan makan.
“Apabila anda benar-benar haus dan cepat-cepat meneguk cairan, tekak bergerak dengan cara yang berbeza daripada makan makanan. Kami fikir populasi penghambat bertindak balas terhadap gerakan pengambilan air yang cepat ini. "
Pengarang kajian utama Vineet Augustine, seorang pelajar siswazah
Banyak lagi yang perlu dipelajari
Penemuan ini menambah pemahaman kita mengenai rangkaian interaksi yang kompleks yang memberitahu kita bila kita perlu minum. Tetapi, menurut penulis kajian, masih banyak yang perlu dipelajari.
Seperti yang dijelaskan oleh Prof Oka, "Isyarat penghambatan yang kami dapati hanya aktif semasa tindakan minum. Namun, rasa kenyang memang bertahan lebih lama. Ini menunjukkan bahawa neuron penghambat MnPO tidak boleh menjadi satu-satunya sumber rasa kenyang yang dahaga. "
"Ini akan menjadi subjek untuk kajian masa depan."
Sudah tentu, kajian itu dilakukan pada tikus, tetapi kawasan serupa dapat dijumpai di otak manusia. Oleh itu, para penyelidik percaya bahawa penemuan ini juga berlaku untuk kita.
