Οι νευροεπιστήμονες του Πενεπιστημίου Princeton εντόπισαν τον ακριβή «κόμβο μνήμης» στον εγκέφαλο που είναι υπεύθυνος για την ισχυρή αποστροφή των τροφίμων. Η μελέτη έγινε στα ποντίκια. Τα αποτελέσματα αποκαλύπτουν πώς η «εκμάθηση με μία βολή» -όπου μια μεμονωμένη εμπειρία δημιουργεί μόνιμες αναμνήσεις- ξετυλίγεται στα τρωκτικά, γεγονός που μπορεί να ρίξει φως στο πώς δημιουργούνται παρόμοιες αναμνήσεις στους ανθρώπους, όπως όταν ένα μεμονωμένο τραυματικό γεγονός οδηγεί σε μετατραυματικό στρες.
Ως εκ τούτου, η εργασία για την τροφική δηλητηρίαση στα ποντίκια μπορεί ενδεχομένως να βοηθήσει στην ενημέρωση μελλοντικών κλινικών θεραπειών σε ανθρώπους. Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Nature.
Πολλοί άνθρωποι μπορούν να θυμηθούν μια έντονη εμπειρία τροφικής δηλητηρίασης που τους οδήγησε να αποφύγουν ορισμένες τροφές που τους έκαναν να αρρωστήσουν. Ο Christopher Zimmerman, επικεφαλής συγγραφέας της νέας εργασίας και μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Princeton Neuroscience Institute, έχει ακούσει πολλές τέτοιες ιστορίες. «Δεν είχα τροφική δηλητηρίαση εδώ και καιρό, αλλά όποτε μιλάω με ανθρώπους σε συναντήσεις, ακούω πάντα για τις εμπειρίες τους από τροφική δηλητηρίαση», είπε ο Zimmerman,
Αν και η εμπειρία είναι αρκετά κοινή, το μυστήριο που προβληματίζει εδώ και καιρό τους ερευνητές είναι το χρονικό χάσμα. Σε αντίθεση με το άγγιγμα μιας ζεστής εστίας και το αίσθημα άμεσου πόνου, η τροφική δηλητηρίαση περιλαμβάνει μια σημαντική καθυστέρηση μεταξύ της κατανάλωσης μολυσμένου φαγητού και της ασθένειας.
Δουλεύοντας στο εργαστήριο της Ilana Witten, καθηγήτριας νευροεπιστήμης στο Princeton Neuroscience Institute, ο Zimmerman άρχισε να ασχολείται με τους μηχανισμούς του εγκεφάλου πίσω από την εκμάθηση της αποφυγής τροφικής δηλητηρίασης ζητώντας από τα ποντίκια να δοκιμάσουν μια νέα γεύση που δεν είχαν συναντήσει ποτέ πριν: ένα ποτό που ονομάζεται Kool-Aid σταφυλιού και διατίθεται στο εμπόριο.
«Είναι ένα καλό μοντέλο για το πώς πραγματικά μαθαίνουμε», είπε ο Zimmerman. «Κανονικά, οι επιστήμονες στο πεδίο χρησιμοποιούν ζάχαρη, αλλά αυτή δεν είναι μια κανονική γεύση που θα συναντούσατε σε ένα γεύμα. Το Kool-Aid, αν και δεν είναι ακόμα κάτι τυπικό, είναι λίγο πιο κοντά στην πραγματικότητα, καθώς έχει περισσότερες διαστάσεις από το να είναι μόνο μια γεύση».
Τα ποντίκια έμαθαν ότι χώνοντας τη μύτη τους σε μια ειδική περιοχή του κλουβιού τους θα έπαιρναν μια σταγόνα Kool-Aid. Τριάντα λεπτά αργότερα, αφού απόλαυσαν την πρώτη τους γεύση από το μοβ ρόφημα, έλαβαν μια εφάπαξ ένεση, προκαλώντας τους μια προσωρινή ασθένεια που μοιάζει με τροφική δηλητηρίαση. Όταν τους προσφέρθηκε η επιλογή δύο μέρες αργότερα, τα ποντίκια απέφευγαν έντονα το προηγουμένως ελκυστικό Kool-Aid και προτίμησαν να πίνουν απλώς νερό. Αυτό που ξεχώρισαν οι ερευνητές ήταν ότι το μέρος του εγκεφάλου στο οποίο έγινε ο συσχετισμός μεταξύ χυμού και ασθένειας ήταν η κεντρική αμυγδαλή (central amygdala).
Η κεντρική αμυγδαλή, μια μικρή ομάδα κυττάρων προς το κάτω μέρος του εγκεφάλου που εμπλέκεται στη μάθηση συναισθημάτων και φόβου, επεξεργάζεται επίσης πολλές πληροφορίες από το περιβάλλον, συμπεριλαμβανομένων των μυρωδιών και των γεύσεων. «Αν κοιτάξετε σε ολόκληρο τον εγκέφαλο, όπου αντιπροσωπεύονται οι νέες και οι γνωστές γεύσεις, η αμυγδαλή αποδεικνύεται να έχει πραγματικά ενδιαφέρον επειδή ενεργοποιείται κατά προτίμηση από νέες γεύσεις σε κάθε στάδιο της μάθησης», είπε ο Zimmerman. «Είναι ενεργή όταν το ποντίκι πίνει, όταν αισθάνεται άρρωστο και μετά όταν ανακτά αυτήν την αρνητική μνήμη μέρες αργότερα».
Τα αποτελέσματα του Zimmerman είναι τα πρώτα που δείχνουν πόσο κρίσιμη είναι η κεντρική αμυγδαλή σε κάθε βήμα στην πορεία της μάθησης και ήταν εντυπωσιακά ακόμη και με το πρώτο πείραμα του Zimmerman. Καθώς οι ερευνητές ήξεραν πού σχηματίζονται οι αποκρουστικές μνήμες γεύσης, εντόπισαν πώς τα σήματα μιας ασθένειας από το έντερο φτάνουν στον εγκέφαλο. Με βάση υποδείξεις από προηγούμενες έρευνες, εντόπισαν εξειδικευμένα κύτταρα του οπίσθιου εγκεφάλου που περιέχουν μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη (CGRP) που συνδέεται άμεσα με την κεντρική αμυγδαλή. Η διέγερση αυτών των κυττάρων 30 λεπτά μετά την εμπειρία με Kool-Aid ενός ποντικιού δημιούργησε την ίδια αποστροφή με την πραγματική τροφική δηλητηρίαση. Διαπίστωσαν επίσης ότι το αίσθημα αδιαθεσίας προκάλεσε την επανενεργοποίηση των νευρώνων που ενεργοποιήθηκαν από το Kool-Aid.
Ήταν σαν τα ποντίκια να σκέφτονταν πίσω και να θυμόντουσαν την προηγούμενη εμπειρία που τους έκανε να αισθανθούν άρρωστα, αν και αυτό συνέβη με καθυστέρηση και δεν ήταν η πραγματική αιτία. «Ήταν πολύ ωραίο να το δούμε αυτό να ξεδιπλώνεται σε επίπεδο μεμονωμένων νευρώνων», είπε ο Zimmerman.
Η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι οι νέες γεύσεις μπορεί να «επισημάνουν» ορισμένα εγκεφαλικά κύτταρα ώστε να παραμείνουν ευαίσθητα στα σήματα ασθένειας για ώρες μετά το φαγητό, επιτρέποντας σε αυτά τα κύτταρα να επανενεργοποιηθούν ειδικά από την ασθένεια και επομένως να συνδέουν την αιτία και το αποτέλεσμα παρά τη χρονική καθυστέρηση. Αυτή η έρευνα ανοίγει νέα μονοπάτια για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο εγκέφαλος σχηματίζει συνδέσεις μεταξύ μακρινών γεγονότων.
«Συχνά, όταν μαθαίνουμε στον πραγματικό κόσμο, υπάρχει καθυστέρηση μεταξύ της όποιας επιλογής έχουμε κάνει και του αποτελέσματος. Αυτό δεν μελετάται συνήθως στο εργαστήριο, επομένως δεν κατανοούμε πραγματικά τους νευρικούς μηχανισμούς που υποστηρίζουν αυτό το είδος μάθησης με μεγάλη καθυστέρηση», είπε ο Zimmerman. «Ελπίζουμε ότι τα ευρήματα θα παρέχουν ένα πλαίσιο για να σκεφτούμε πώς ο εγκέφαλος θα μπορούσε να αξιοποιήσει την ανάκληση μνήμης να λύσει αυτό το μαθησιακό πρόβλημα σε άλλες καταστάσεις».
Περισσότερες πληροφορίες: A neural mechanism for learning from delayed postingestive feedback, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08828-z.
