Ativação do prosencéfalo basal

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 22044 (2022) Citar este artigo

1196 acessos

1 Altmétrica

Detalhes das métricas

Sinais ambientais e estados internos, como humor, recompensa ou aversão, influenciam diretamente os comportamentos alimentares além da necessidade homeostática. O hipotálamo tem sido extensivamente investigado por seu papel na alimentação homeostática. No entanto, muitos dos circuitos neurais que conduzem uma alimentação não homeostática mais complexa que integra valência e pistas sensoriais (como paladar e olfato) permanecem desconhecidos. Aqui, descrevemos um circuito do prosencéfalo basal (BF) para habênula lateral (LHb) que modula diretamente o comportamento alimentar não homeostático. Usando o mapeamento do circuito mediado por vírus, identificamos uma população de neurônios glutamatérgicos dentro do BF que se projetam para o LHb, que responde a diversas pistas sensoriais, incluindo odores aversivos e relacionados a alimentos. A ativação optogenética do circuito BF-para-LHb leva a uma aversão robusta e reflexiva. Além disso, a ativação desse circuito suprime o impulso de comer em jejum. Juntos, esses dados revelam um papel dos neurônios glutamatérgicos do prosencéfalo basal na modulação da aversão associada à LHb e nos comportamentos alimentares por meio da detecção de sinais ambientais.

A alimentação é um comportamento apetitivo essencial para a sobrevivência de todos os animais. A alimentação homeostática, ou alimentação para atender às necessidades calóricas, consiste em equilibrar a produção calórica com a ingestão calórica para manter o peso adequado e a saúde metabólica. No entanto, este é apenas um componente do comportamento alimentar. Sinais ambientais (como paladar e olfato), humor, recompensa e aversão afetam a alimentação e podem levar o consumo de alimentos além ou abaixo das necessidades calóricas saudáveis ​​normais1,2,3. Em contraste com a alimentação homeostática, esses mecanismos de alimentação não homeostática evoluíram para tornar os organismos adaptáveis ​​a um ambiente em mudança, no qual as fontes de alimento podem não ser confiáveis. No entanto, quando o alimento é facilmente acessível, esses mecanismos podem se tornar mal adaptativos.

Um exemplo clássico de alimentação não homeostática é o comportamento hedônico baseado em recompensa que leva um animal a consumir alimentos além da necessidade calórica. Reciprocamente, pistas alimentares aversivas e/ou estímulos ameaçadores podem impedir a ingestão de alimentos mesmo em jejum. Por exemplo, pistas que indicam comida estragada ou um predador próximo podem levar a um comportamento de evitação ou fuga, respectivamente, para garantir a sobrevivência. Embora seja geralmente considerado que o hipotálamo regula os principais aspectos da alimentação homeostática4,5,6,7,8, e que as vias de homeostase, recompensa e aversão convergem para governar a alimentação9,10,11, os circuitos, constituintes neuronais e padrões de a conectividade funcional que medeia o comportamento alimentar não homeostático permanece amplamente desconhecida.

Nós e outros identificamos recentemente o prosencéfalo basal como um nódulo de circuito que afeta diretamente a alimentação não homeostática12,13,14. Notavelmente, quando os neurônios glutamatérgicos excitatórios do BF foram geneticamente direcionados para ativação crônica, os camundongos exibiram hipofagia grave e letal. Essa supressão da alimentação foi acompanhada por aversão à comida e aos estímulos relacionados à comida. Projeções glutamatérgicas de BF para a área hipotalâmica lateral (LHA) foram identificadas como parcialmente responsáveis ​​pela hipofagia e aversão observadas, no entanto, a ativação direta dos terminais glutamatérgicos de BF dentro do LHA ​​não fenocopiou totalmente a aversão associada a alimentos exibida pela ativação do corpo celular de BF , sugerindo que outros alvos a jusante do BF contribuem para a aversão alimentar observada12.

Por meio do mapeamento de projeção anterógrada mediada por vírus, descobrimos que os neurônios glutamatérgicos do BF também se projetam para a Lateral Habenula (LHb), um proeminente centro de aversão dentro do cérebro3,15, e que o LHb recebe informações sensoriais do BF. Além disso, quando as projeções de BF para LHb são ativadas, esse circuito aciona uma aversão potente, semelhante a um reflexo, que interrompe a memória. Este circuito suprime o impulso homeostático para comer sem afetar o apetite. Juntos, esses dados identificam um circuito cerebral que liga o prosencéfalo basal glutamatérgico ao LHb para modular diretamente a alimentação independente do estado homeostático.