كيف يتذكر الدماغ ما تسبب في تسممك الغذائي؟

نجح علماء الأعصاب في جامعة برينستون في تحديد "مركز الذاكرة" الدقيق في الدماغ المسؤول عن النفور الشديد من الطعام لدى الفئران.

تكشف النتائج كيف يتطور "التعلم الفوري"، حيث تُكوّن تجربة واحدة ذكريات دائمة ، لدى القوارض، مما قد يُلقي الضوء على كيفية تشكّل ذكريات مماثلة لدى البشر، كما هو الحال عندما يُؤدي حدث صادم واحد إلى اضطراب ما بعد الصدمة، وبالتالي، قد يُسهم العمل على التسمم الغذائي لدى الفئران في تطوير علاجات سريرية مستقبلية للبشر.

نشرت النتائج في مجلة نيتشر .

يتذكر الكثيرون تجربة تسمم غذائي مؤثرة دفعتهم إلى تجنب بعض الأطعمة التي سببت لهم المرض.

وقد سمع الدكتور كريستوفر زيمرمان العديد من هذه القصص.

وقال زيمرمان، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية الجديدة: "لم أعانِ من التسمم الغذائي منذ فترة، ولكن الآن كلما تحدثت إلى الناس في الاجتماعات، أسمع كل شيء عن تجاربهم مع التسمم الغذائي".

لغز حير العلماء

وأضاف: "رغم شيوع هذه التجربة، إلا أن اللغز الذي حيّر الباحثين طويلاً هو الفجوة الزمنية، فعلى عكس لمس موقد ساخن والشعور بألم فوري، ينطوي التسمم الغذائي على فترة زمنية طويلة بين تناول طعام ملوث والإصابة بالمرض - وهو ما يسميه زيمرمان "فترة الوجبة حتى الشعور بالضيق".

في مختبر الدكتورة إيلانا ويتن، أستاذة علم الأعصاب في المعهد الوطني للحساسية، بدأ زيمرمان أولاً في استكشاف الآليات الدماغية وراء تعلم تجنب الأطعمة المسببة للمرض من خلال مطالبة الفئران بتجربة نكهة جديدة لم يسبق لهم تجربتها من قبل: مشروب العنب كول إيد.

قال زيمرمان: "إنه نموذج أفضل لكيفية تعلمنا الفعلي، عادةً، يستخدم العلماء في هذا المجال السكر وحده، لكن هذه ليست نكهة طبيعية موجودة في أي وجبة، مشروب كول إيد، وإن لم يكن شائعًا بعد، إلا أنه أقرب إلى ذلك قليلًا نظرًا لخصائصه المتعددة".

تعلمت الفئران أن إدخال أنوفها في منطقة معينة من قفصها سيُخرج قطرة من مشروب كول إيد. بعد ثلاثين دقيقة من استمتاعها بأول طعم للمشروب الأرجواني، تلقت الفئران حقنة لمرة واحدة، مما تسبب في مرض مؤقت يشبه التسمم الغذائي.

ليس من المستغرب، عندما عُرض على الفئران خيارٌ بعد يومين، تجنبت بشدة مشروب كول إيد الذي كان جذابًا في السابق، وفضّلت شرب الماء فقط، إلا أن ما لفت انتباه زيمرمان وويتن هو موضع ارتباط العصير بالمرض في الدماغ: اللوزة الدماغية المركزية.

إذا نظرنا إلى الدماغ بأكمله، حيث تُمثَّل النكهات الجديدة مقابل النكهات المألوفة، نجد أن اللوزة الدماغية تُعَدُّ مكانًا مثيرًا للاهتمام حقًا، لأنها تُنشَّط تفضيليًا بالنكهات الجديدة في كل مرحلة من مراحل التعلم، كما قال زيمرمان، الذي أكد أن "اللوزة تنشط عندما يشرب الفأر، وعندما يشعر بالغثيان، ثم عندما يستعيد تلك الذكرى السلبية بعد أيام."

وتعالج اللوزة المركزية، وهي مجموعة صغيرة من الخلايا تقع في أسفل الدماغ وتشارك في تعلم العواطف والخوف، أيضًا الكثير من المعلومات من البيئة، بما في ذلك الروائح والأذواق.

وتعد نتائج زيمرمان هي الأولى التي تظهر مدى أهمية اللوزة المركزية في كل خطوة على طول طريق التعلم، وكانت مذهلة حتى في التجربة الأولى.

بعد أن عرفوا أين تتشكل ذكريات النكهة المنفرة، تتبع الفريق كيفية وصول إشارات المرض من الأمعاء إلى الدماغ.

واستنادًا إلى تلميحات من أبحاث سابقة، حددوا خلايا دماغية خلفية متخصصة تحتوي على بروتين محدد (CGRP) يتصل مباشرةً باللوزة الدماغية المركزية.

أدى تحفيز هذه الخلايا بعد 30 دقيقة من تجربة الفأر لمشروب كول-إيد إلى نفس النفور الذي يسببه التسمم الغذائي الفعلي .

ووجد الباحثون أيضًا أن الشعور بالمرض يتسبب في إعادة تنشيط الخلايا العصبية التي ينشطها مشروب كول إيد.

قال ويتن: "بدا الأمر كما لو أن الفئران كانت تسترجع التجربة السابقة التي سببت لها المرض لاحقً،. كان من الرائع رؤية هذا يتكشف على مستوى الخلايا العصبية الفردية".

ويعتقد الفريق أن النكهات الجديدة قد "تضع علامة" على خلايا دماغية معينة لتظل حساسة لإشارات المرض لساعات بعد تناول الطعام، مما يسمح بإعادة تنشيط هذه الخلايا بشكل خاص بسبب المرض، وبالتالي ربط السبب والنتيجة على الرغم من التأخير الزمني.

يفتح هذا البحث مسارات جديدة لفهم كيفية تشكيل الدماغ للاتصالات بين الأحداث البعيدة - مع آثار تتجاوز فهم كيفية ترسيخ الذكريات السيئة عن المحار.