Жирна їжа зазвичай не асоціюється з більш адаптивним мозком. Багато досліджень про дієту та навчання вивчають, як нездорове харчування може викликати труднощі. Але мозок може почати адаптуватися ще до того, як ці проблеми з'являться.

Навчання частково залежить від зміни зв'язків між нервовими клітинами. Ця гнучкість допомагає тварині запам'ятати місце або відмовитися від знайомого маршруту. Вчені хотіли зрозуміти, що відбувається з цією здатністю, коли молода тварина починає їсти високожирову дієту.

У молодих самок мишей вони виявили несподівану реакцію: зв'язки в мозковій області, що відповідає за пам'ять, показали більшу здатність до зміцнення. Тварини також, здається, краще відмовлялися від вивчених поведінок, які більше не працювали.

Дослідження, опубліковане в Scientific Reports, спостерігало за 31 мишею протягом п'яти тижнів, що охоплюють підлітковий та молодий вік, поки мозкові кола ще розвивалися.

Дослідники з Італійського інституту охорони здоров'я та університету Сапієнца в Римі вибрали самок, щоб дослідити їхню вразливість до метаболічних і психічних проблем, які виникають разом.

Однак раніше проведене дослідження виявило, що деякі запальні та метаболічні зміни, які спостерігалися у дорослих самців після короткочасного високожирового харчування, не відбувалися у самок.

Як реагуватимуть молоді самки з ще розвиваючимися мозками?

Шістнадцять мишей отримували їжу, що постачала 58 відсотків калорій з жиру, переважно з кокосової та сафлорової олій. П'ятнадцять їли контрольну дієту, що постачала 11 відсотків.

Їжа також відрізнялася за двома сімействами дієтичних жирів, омега-6 та омега-3. Їхнє співвідношення становило 120 до 1 у високожировій дієті, порівняно з 7 до 1 у контрольній. Як кількість, так і склад жирів змінилися, тому експеримент не зміг ізолювати їхні індивідуальні ефекти.

З другого тижня група з високим вмістом жиру набрала більше ваги. Аналізи крові також виявили зміни в двох гормонах, які допомагають регулювати енергетичний баланс організму.

Лептин, який повідомляє мозку про запаси жиру, зріс, тоді як адіпонектин, який допомагає організму обробляти цукри та жири, зменшився. Жоден з 21 виявлених маркерів запалення в крові не відрізнявся між групами.

Для відстеження поведінки команда використовувала IntelliCage, автоматизовану систему житла, де чіпи і датчики реєстрували відвідування кожної миші до питних станцій.

Під час навчального тесту пляшки з водою були доступні лише в одному з чотирьох кутів. Обидві групи навчились, куди йти. Потім доступ перемістився в протилежний кут.

Група з високим вмістом жиру поверталася до старого кута рідше, ніж контрольна, що свідчить про те, що вони легше відмовлялися від того, що вивчили.

Команда також досліджувала зрізи мозку п'яти мишей з кожної групи, вимірюючи, як зв'язки нервових клітин реагували на електричну стимуляцію в області, що бере участь у навчанні та пам'яті, гіпокампі.

Сорок хвилин після стимуляції передача сигналів була приблизно на 55 відсотків вище базового рівня в групі з високим вмістом жиру, порівняно з 28 відсотками в контрольній. Це тривале зміцнення, яке називається довгостроковою потенціацією, є одним із показників здатності мозку змінювати свої зв'язки.

Вчені припускають, що ця додаткова гнучкість може допомогти зберегти навчання на ранніх етапах дієтичного впливу, навіть під час метаболічних змін.

Активність генів запропонувала можливу підказку: дослідницькі аналізи вказали на мережу білків, включаючи коллаген, який оточує клітини мозку та допомагає організувати їхні зв'язки. Однак жодні з окремих генетичних відмінностей не залишилися статистично значущими після корекції для тестування тисяч генів.

Результати поведінки також вимагають обережності. Аналіз навчання включав шість контрольних мишей і 10 мишей з високим вмістом жиру після виключень за попередньо визначеними критеріями, включаючи недостатню кількість відвідувань.

Група з високим вмістом жиру досягла вище середнього результату раніше, але цей час сам по собі не демонструє різниці між групами. Після перемикання відвідування нового правильного кута не відрізнялося суттєво.

Експеримент не показав, що сильніші зв'язки викликали поведінкові відмінності. Електричні записи також були отримані з нижньої частини гіпокампу. Навчання, де знаходяться місця, більше пов'язане з його верхньою частиною, хоча обидві частини працюють разом.

Інші механізми залишаються можливими. Вчені зазначають, що деякі жири в дієті можуть змінювати виробництво або використання кетонів, речовин, які мозок може використовувати як паливо. Ця можливість не була протестована тут.

Інші дослідження на гризунах пов'язували жирні, солодкі дієти з тривалими проблемами пам'яті. Ці результати не встановлюють переваги пам'яті у людей або не розкривають, як довго триває ефект.

Кожна група дієти також займала один IntelliCage, тому відмінності між клітками або соціальними групами могли вплинути на результати.

Повторення експерименту в більшій кількості кліток, включаючи самців, і триваліше спостереження за тваринами можуть виявити, чи зберігається підвищена гнучкість і чи навчання врешті-решт стає порушеним.

Цікавий факт

Дослідження показали, що високожирова дієта може вплинути на адаптивність мозку, що може мати значення для розуміння впливу харчування на навчання та пам'ять.