آیا واقعاً در مورد غذا خوردن اختیار داریم؟ این سوال آزاردهنده‌ای است که در قلب این موضوع قرار دارد که چرا بسیاری از مردم پایبندی به رژیم غذایی را بسیار دشوار می‌دانند.
برای یافتن پاسخ، یک متخصص مغز و اعصاب، هاروی جی. گریل از دانشگاه پنسیلوانیا، به موش‌ها روی آورد و پرسید اگر تمام مغز آن‌ها را به جز ساقه مغزشان بردارد، چه اتفاقی می‌افتد. ساقه مغز عملکردهای اساسی مانند ضربان قلب و تنفس را کنترل می‌کند. اما حیوانات نمی‌توانستند بو کنند، نمی‌توانستند ببینند، نمی‌توانستند به خاطر بسپارند.
آیا آن‌ها می‌دانستند چه زمانی به اندازه کافی کالری مصرف کرده‌اند؟
برای فهمیدن این موضوع، دکتر گریل غذای مایع را به دهان آن‌ها می‌چکاند.
او گفت: «وقتی به نقطه توقف می‌رسیدند، اجازه می‌دادند غذا از دهانشان خارج شود.»
این مطالعات که دهه‌ها پیش آغاز شد، نقطه شروعی برای بدنه‌ای از تحقیقات بود که به طور مداوم دانشمندان را شگفت‌زده کرده و این موضوع را به اثبات رسانده است که احساس سیری حیوانات هیچ ارتباطی با هوشیاری ندارد. این کار با توجه به اینکه دانشمندان در حال بررسی این موضوع هستند که دقیقاً داروهای جدیدی که باعث کاهش وزن می‌شوند، که معمولاً GLP-1s و از جمله اوزمپیک نامیده می‌شوند، چگونه سیستم‌های کنترل غذا خوردن مغز را تحت تأثیر قرار می‌دهند، اهمیت بیشتری پیدا کرده است.
داستانی که در حال ظهور است توضیح نمی‌دهد که چرا برخی افراد چاق می‌شوند و برخی دیگر نه. در عوض، سرنخ‌هایی در مورد اینکه چه چیزی باعث شروع غذا خوردن ما می‌شود و چه زمانی متوقف می‌شویم، ارائه می‌دهد.
دکتر جفری فریدمن، محقق چاقی در دانشگاه راکفلر در نیویورک، گفت: در حالی که بیشتر مطالعات روی جوندگان انجام شده است، باور اینکه انسان‌ها به نوعی متفاوت هستند، غیرمنطقی است. او گفت، انسان‌ها در معرض میلیاردها سال تکامل قرار گرفته‌اند که منجر به مسیرهای عصبی پیچیده‌ای می‌شود که کنترل می‌کنند چه زمانی غذا بخورند و چه زمانی دست از غذا خوردن بردارند.
همانطور که آن‌ها بررسی کردند که چگونه غذا خوردن کنترل می‌شود، محققان آموختند که مغز به طور پیوسته سیگنال‌هایی دریافت می‌کند که به میزان کالری متراکم بودن یک غذا اشاره می‌کند. مقدار معینی کالری وجود دارد که بدن به آن نیاز دارد و این سیگنال‌ها اطمینان حاصل می‌کنند که بدن آن‌ها را دریافت می‌کند.
این فرآیند قبل از اینکه یک حیوان آزمایشگاهی یک گاز بزند شروع می‌شود. فقط دیدن غذا باعث می‌شود نورون‌ها پیش‌بینی کنند که آیا کالری زیادی در آن غذا وجود خواهد داشت یا خیر. نورون‌ها به غذایی مانند کره بادام زمینی - که سرشار از کالری است - قوی‌تر از غذای کم کالری مانند غذای موش پاسخ می‌دهند.
نقطه کنترل بعدی زمانی رخ می‌دهد که حیوان طعم غذا را می‌چشد: نورون‌ها مجدداً تراکم کالری را از سیگنال‌های ارسال شده از دهان به ساقه مغز محاسبه می‌کنند.
در نهایت، وقتی غذا به روده می‌رسد، مجموعه جدیدی از سیگنال‌ها به مغز اجازه می‌دهد تا نورون‌ها دوباره محتوای کالری را تأیید کنند.
همانطور که زکری نایت، متخصص مغز و اعصاب در دانشگاه کالیفرنیا سان فرانسیسکو، آموخت، در واقع این محتوای کالری است که روده ارزیابی می‌کند.
او این را زمانی دید که سه نوع غذا را مستقیماً به معده موش‌ها تزریق کرد. یک تزریق از غذای چرب، دیگری از کربوهیدرات‌ها و سومی از پروتئین بود. هر تزریق تعداد کالری یکسانی داشت.
در هر مورد، پیام به مغز یکسان بود: نورون‌ها مقدار انرژی را به شکل کالری سیگنال می‌دادند، نه منبع کالری.
وقتی مغز تشخیص می‌دهد که کالری کافی مصرف شده است، نورون‌ها سیگنالی برای توقف غذا خوردن ارسال می‌کنند.
دکتر نایت گفت این کشف‌ها او را شگفت‌زده کرد. او همیشه فکر می‌کرد که سیگنال توقف غذا خوردن "ارتباط بین روده و مغز" خواهد بود. او گفت: «احساس پر بودن معده و تصمیم آگاهانه برای دست از غذا خوردن وجود خواهد داشت.»
با استفاده از این استدلال، برخی از رژیم گیرندگان سعی می‌کنند قبل از غذا یک لیوان بزرگ آب بنوشند یا با غذاهای کم کالری مانند کرفس خود را سیر کنند.
اما این ترفندها برای اکثر مردم کارساز نبوده‌اند زیرا آن‌ها نحوه کنترل غذا خوردن توسط مغز را در نظر نمی‌گیرند. در واقع، دکتر نایت دریافت که موش‌ها حتی زمانی که فقط آب دریافت می‌کنند، سیگنال‌های سیری به مغز ارسال نمی‌کنند.
درست است که افراد می‌توانند تصمیم بگیرند حتی زمانی که سیر هستند غذا بخورند یا می‌توانند تصمیم بگیرند زمانی که سعی می‌کنند وزن کم کنند غذا نخورند. و دکتر گریل گفت، در یک مغز سالم - نه فقط یک ساقه مغز - مناطق دیگر مغز نیز کنترل را اعمال می‌کنند.
اما دکتر فریدمن گفت، در پایان، کنترل‌های مغز معمولاً تصمیمات آگاهانه فرد را در مورد اینکه آیا احساس نیاز به غذا خوردن دارند یا خیر، نادیده می‌گیرند. او گفت، به طور قیاسی، شما می‌توانید نفس خود را حبس کنید - اما فقط برای مدت معینی. و شما می‌توانید سرفه را سرکوب کنید - اما فقط تا یک نقطه.
اسکات استرنسون، متخصص مغز و اعصاب در دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگو و موسسه پزشکی هاوارد هیوز، موافق بود.
دکتر استرنسون، که یکی از بنیانگذاران یک شرکت نوپا به نام Penguin Bio است که در حال توسعه درمان‌های چاقی است، گفت: «نسبت بسیار زیادی از کنترل اشتها خودکار است.» مردم می‌توانند در یک لحظه معین تصمیم بگیرند که غذا بخورند یا نه. اما، او افزود، حفظ این نوع کنترل از منابع ذهنی زیادی استفاده می‌کند.
او گفت: «در نهایت، توجه به چیزهای دیگر معطوف می‌شود و روند خودکار در نهایت غالب می‌شود.»
همانطور که آن‌ها سیستم‌های کنترل غذا خوردن مغز را بررسی می‌کردند، محققان به طور مداوم شگفت‌زده می‌شدند.
آن‌ها، برای مثال، در مورد واکنش سریع مغز به دیدن غذا آموختند.
متخصصان مغز و اعصاب در موش‌ها چند هزار نورون در هیپوتالاموس، در عمق مغز، پیدا کرده بودند که به گرسنگی پاسخ می‌دادند. اما چگونه تنظیم می‌شوند؟ آن‌ها از مطالعات قبلی می‌دانستند که روزه داری این نورون‌های گرسنگی را روشن می‌کند و نورون‌ها زمانی که یک حیوان به خوبی تغذیه شده بود، فعالیت کمتری داشتند.
نظریه آن‌ها این بود که نورون‌ها به ذخایر چربی بدن پاسخ می‌دهند. هنگامی که ذخایر چربی کم است - همانطور که هنگام روزه داری حیوان اتفاق می‌افتد، به عنوان مثال - سطح لپتین (Leptin)، هورمونی که از چربی آزاد می‌شود، نیز پایین است. این نورون‌های گرسنگی را روشن می‌کند. همانطور که یک حیوان غذا می‌خورد، ذخایر چربی آن دوباره پر می‌شود، سطح لپتین بالا می‌رود و نورون‌ها، طبق فرض، ساکت می‌شوند.
تصور می‌شد که کل سیستم فقط به آرامی به وضعیت ذخیره انرژی در بدن پاسخ می‌دهد.
اما سپس سه گروه از محققان، به طور مستقل به رهبری دکتر نایت، دکتر استرنسون و مارک آندرمان از مرکز پزشکی Beth Israel Deaconess، فعالیت لحظه به لحظه نورون‌های گرسنگی را بررسی کردند.
آن‌ها با موش‌های گرسنه شروع کردند. نورون‌های گرسنگی آن‌ها به سرعت در حال شلیک بودند، نشانه‌ای از اینکه حیوانات به غذا نیاز دارند.
هنگامی که محققان به حیوانات غذا نشان دادند، شگفتی رخ داد.
دکتر نایت گفت: «حتی قبل از اولین گاز غذا، فعالیت آن نورون‌ها خاموش شد. نورون‌ها در حال پیش‌بینی بودند. موش به غذا نگاه می‌کند. موش پیش‌بینی می‌کند که چه مقدار کالری مصرف خواهد کرد.»
هرچه غذا پر کالری‌تر باشد، نورون‌های بیشتری خاموش می‌شوند.
دکتر بردفورد بی. لاول، که با دکتر آندرمان در Beth Israel Deaconess کار می‌کرد، گفت: «هر سه آزمایشگاه شوکه شده بودند. این بسیار غیرمنتظره بود.»
سپس دکتر لاول پرسید اگر او عمداً نورون‌های گرسنگی را خاموش کند، چه اتفاقی می‌افتد، حتی اگر موش‌ها غذای زیادی نخورده باشند. محققان می‌توانند این کار را با دستکاری‌های ژنتیکی انجام دهند که نورون‌ها را علامت‌گذاری می‌کنند تا بتوانند آن‌ها را با دارو یا با نور آبی روشن و خاموش کنند.
این موش‌ها ساعت‌ها غذا نمی‌خورند، حتی اگر غذا درست جلوی آن‌ها باشد.
دکتر لاول و دکتر استرنسون به طور مستقل آزمایش معکوس را انجام دادند و نورون‌ها را در موش‌هایی که به تازگی یک وعده غذایی بزرگ خورده بودند، معادل موش یک شام شکرگزاری، روشن کردند. حیوانات دراز کشیده بودند و احساس پر بودن می‌کردند.
اما، دکتر آندرمان، که این آزمایش را تکرار کرد، گفت، وقتی آن‌ها نورون‌های گرسنگی را روشن کردند، «موش بلند می‌شود و ۱۰ تا ۱۵ درصد دیگر از وزن بدن خود را می‌خورد.» او افزود: «نورون‌ها می‌گویند: «فقط روی غذا تمرکز کن.»
محققان همچنان از آنچه می‌یابند شگفت‌زده می‌شوند - لایه‌های کنترل در مغز که اطمینان حاصل می‌کنند که غذا خوردن به طور دقیق تنظیم می‌شود. و نشانه‌هایی از راه‌های جدید برای تولید دارو برای کنترل غذا خوردن.
یکی از خطوط شواهد توسط امبر الحادف، متخصص مغز و اعصاب در مرکز حس‌های شیمیایی مونل و دانشگاه پنسیلوانیا، کشف شد. او اخیراً دو گروه جداگانه از نورون‌ها را در ساقه مغز پیدا کرد که به داروهای چاقی GLP-1 پاسخ می‌دهند.
او گزارش می‌دهد، یک گروه از نورون‌ها سیگنال می‌دهند که حیوانات به اندازه کافی غذا خورده‌اند. گروه دیگر باعث حالت تهوع معادل جونده می‌شوند. داروهای چاقی فعلی هر دو گروه نورون را تحت تاثیر قرار می‌دهند، که ممکن است عاملی در عوارض جانبی باشد که بسیاری احساس می‌کنند. او پیشنهاد می‌کند که ممکن است تولید داروهایی که نورون‌های سیری را تحت تاثیر قرار می‌دهند اما نورون‌های تهوع را تحت تاثیر قرار نمی‌دهند، امکان‌پذیر باشد.
الکساندر نکتو از دانشگاه کلمبیا، یک کشف شگفت‌انگیز دیگر دارد. او گروهی از نورون‌ها را در ساقه مغز شناسایی کرد که میزان تمایل به یک وعده غذایی را تنظیم می‌کنند و هر گاز غذا را پیگیری می‌کنند. او گفت: «ما نمی‌دانیم چگونه این کار را انجام می‌دهند.»
دکتر نکتو گفت: «من یک دهه و نیم است که این ناحیه از ساقه مغز را مطالعه می‌کنم، اما وقتی رفتیم و از تمام ابزارهای فانتزی خود استفاده کردیم، این جمعیت از نورون‌ها را پیدا کردیم که هرگز مطالعه نکرده بودیم.»
او اکنون می‌پرسد که آیا این نورون‌ها می‌توانند اهدافی برای دسته‌ای از داروهای کاهش وزن باشند که می‌توانند GLP-1s را از میدان به در کنند.
دکتر نکتو گفت: «این واقعاً شگفت‌انگیز خواهد بود.»