Η πρώτη γουλιά σκέτου καφέ δεν είναι απαραίτητα ευχάριστη, ενώ η έντονη πικρή γεύση του μπορεί να προκαλέσει αποστροφή, καθώς ο ανθρώπινος εγκέφαλος έχει την τάση να αντιμετωπίζει την πικράδα με επιφυλακτικότητα.
Κι όμως, για εκατομμύρια ανθρώπους, αυτή ακριβώς η γεύση γίνεται με τον καιρό μια από τις πιο αγαπημένες καθημερινές απολαύσεις.
Πώς συμβαίνει αυτή η αλλαγή; Γιατί μια γεύση που αρχικά μας απωθεί μπορεί αργότερα να μας ευχαριστεί τόσο πολύ ώστε να την αναζητούμε;
Επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο (UCSF) εντόπισαν έναν μηχανισμό που ενδέχεται να δίνει σημαντικό μέρος της απάντησης.
Πρόκειται για μια ιδιαίτερη οδό επικοινωνίας ανάμεσα στο πεπτικό σύστημα και τον εγκέφαλο, η οποία χρησιμοποιεί τη ντοπαμίνη για να μας βοηθά να μαθαίνουμε ποιες γεύσεις αξίζει να προτιμούμε.
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature, δείχνει ότι οι διατροφικές μας προτιμήσεις δεν διαμορφώνονται αποκλειστικά από αυτό που αισθανόμαστε στο στόμα. Επηρεάζονται επίσης από όσα συμβαίνουν στο σώμα μας αρκετή ώρα μετά την κατανάλωση μιας τροφής.
Η ντοπαμίνη δεν λειτουργεί μόνο τη στιγμή της απόλαυσης
Η ντοπαμίνη είναι ένας χημικός νευροδιαβιβαστής που συμμετέχει στη δημιουργία κινήτρων, στη μάθηση και στην επεξεργασία της ανταμοιβής.
Εδώ και δεκαετίες, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι βοηθά τον εγκέφαλο να αναγνωρίζει εμπειρίες που αξίζει να επαναλάβει. Οι περισσότερες σχετικές έρευνες, ωστόσο, είχαν επικεντρωθεί στα γρήγορα σήματα ντοπαμίνης, τα οποία εμφανίζονται μέσα σε δευτερόλεπτα όταν, για παράδειγμα, βλέπουμε ένα αγαπημένο φαγητό.
Η νέα μελέτη στρέφει την προσοχή σε ένα διαφορετικό, πολύ πιο αργό σύστημα.
Αυτό ενεργοποιείται από πληροφορίες που φτάνουν στον εγκέφαλο από το εσωτερικό του οργανισμού, αφού η τροφή έχει ήδη καταναλωθεί. Η αντίδραση αναπτύσσεται σταδιακά και μπορεί να διαρκέσει αρκετά λεπτά.
«Δείξαμε ότι αυτό το αργό σύστημα ντοπαμίνης είναι εκείνο που μας ωθεί να μαθαίνουμε να προτιμούμε ορισμένες τροφές με την πάροδο του χρόνου, και μπορούμε να δούμε πού και πώς συμβαίνει αυτό», εξηγεί ο Ζάκαρι Νάιτ, καθηγητής Φυσιολογίας στο UCSF και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Η διαδικασία αυτή φαίνεται ότι πραγματοποιείται σε μεγάλο βαθμό χωρίς να την αντιλαμβανόμαστε συνειδητά.
Πώς το έντερο στέλνει σήματα ανταμοιβής στον εγκέφαλο
Όταν μια τροφή φτάνει στο πεπτικό σύστημα, εξειδικευμένοι αισθητήρες ανιχνεύουν θρεπτικά συστατικά, όπως τα σάκχαρα και τα λίπη.
Οι πληροφορίες αυτές μεταφέρονται στον εγκέφαλο και μπορούν να προκαλέσουν μια παρατεταμένη αντίδραση ντοπαμίνης.
Για να κατανοήσουν τον μηχανισμό, ο Νάιτ και ο συνεργάτης του Τζέιμς Γκρόουβ, τότε μεταπτυχιακός ερευνητής, πραγματοποίησαν πειράματα σε ποντίκια.
Οι επιστήμονες χορήγησαν απευθείας στο στομάχι των ζώων είτε ζαχαρόνερο είτε ένα θρεπτικό υγρό παρόμοιο με μιλκσέικ, παρακολουθώντας ταυτόχρονα τη δραστηριότητα της ντοπαμίνης στον εγκέφαλό τους.
Η απευθείας χορήγηση στο στομάχι είχε ιδιαίτερη σημασία: επέτρεψε στους ερευνητές να εξετάσουν την επίδραση των θρεπτικών συστατικών χωρίς να παρεμβάλλεται η εμπειρία της γεύσης.
Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν μια ισχυρή και παρατεταμένη απελευθέρωση ντοπαμίνης σε μια συγκεκριμένη εγκεφαλική περιοχή, την πρόσθια βασικοπλάγια αμυγδαλή (anterior basolateral amygdala, BLA).
Η αμυγδαλή συμμετέχει στην επεξεργασία των συναισθημάτων και στη μάθηση, μεταξύ άλλων στη δημιουργία συνδέσεων ανάμεσα στις εμπειρίες και τις συνέπειές τους.
Οι επιστήμονες γνώριζαν ήδη ότι απελευθερώνεται ντοπαμίνη σε αυτή την περιοχή. Εκείνο που δεν είχε αποσαφηνιστεί ήταν ο ακριβής λειτουργικός της ρόλος.
«Μπορούσαμε να δούμε ότι αυτή η ντοπαμίνη αποτελεί μέρος ενός διαφορετικού συστήματος και να αρχίσουμε να κατανοούμε τον ρόλο της», αναφέρει ο Νάιτ.
Το πείραμα που έδειξε πώς ο εγκέφαλος μαθαίνει να αγαπά μια γεύση
Ο εντοπισμός της νευρωνικής δραστηριότητας ήταν μόνο το πρώτο βήμα. Το κρίσιμο ερώτημα ήταν αν αυτή η οδός ντοπαμίνης επηρεάζει πραγματικά τη διαμόρφωση των γευστικών προτιμήσεων.
Οι ερευνητές πραγματοποίησαν δύο συμπληρωματικά πειράματα.
Στο πρώτο, διέκοψαν τη λειτουργία της συγκεκριμένης νευρωνικής οδού στα ποντίκια.
Τα ζώα εξακολούθησαν να τρώνε κανονικά. Δεν έχασαν, δηλαδή, την ικανότητα ή τη διάθεση να καταναλώνουν τροφή.
Ωστόσο, δεν μπορούσαν πλέον να μάθουν ότι μια άγνωστη γεύση συνδεόταν με την πρόσληψη θερμίδων.
Στο δεύτερο πείραμα, οι επιστήμονες ακολούθησαν την αντίστροφη διαδικασία.
Αφού τα ποντίκια δοκίμασαν μια γεύση χωρίς θερμιδική αξία, οι ερευνητές ενεργοποίησαν τεχνητά τις νευρικές ίνες που απελευθερώνουν ντοπαμίνη στη βασικοπλάγια αμυγδαλή.
Το αποτέλεσμα ήταν εντυπωσιακό: τα ζώα ανέπτυξαν προτίμηση για τη συγκεκριμένη γεύση, παρότι αυτή δεν τους πρόσφερε καμία διατροφική ανταμοιβή.
Με άλλα λόγια, η τεχνητή ενεργοποίηση του κυκλώματος μιμήθηκε το σήμα μάθησης που φυσιολογικά θα προκαλούσε η παρουσία θρεπτικών συστατικών.
Τα δύο πειράματα έδειξαν ότι ο μηχανισμός αυτός δεν συνδέεται απλώς με την κατανάλωση τροφής.
Συμμετέχει καθοριστικά στο να μαθαίνει ο εγκέφαλος ποιες γεύσεις προαναγγέλλουν μια ευεργετική ή ανταποδοτική επίδραση στον οργανισμό.
Η απρόσμενη ανακάλυψη: Γιατί αντιδρά περισσότερο η αριστερή πλευρά του εγκεφάλου;
Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα ευρήματα της μελέτης ήταν ότι η αντίδραση δεν κατανέμεται εξίσου στα δύο εγκεφαλικά ημισφαίρια.
Τόσο στα ποντίκια όσο και στα ανθρώπινα δεδομένα που εξέτασαν οι ερευνητές, η απόκριση στα θρεπτικά συστατικά ήταν αισθητά εντονότερη στην αριστερή βασικοπλάγια αμυγδαλή σε σύγκριση με τη δεξιά.
Για να διερευνήσουν αν ο μηχανισμός εμφανίζεται και στον άνθρωπο, οι επιστήμονες ανέλυσαν αποτελέσματα δύο προηγούμενων μελετών απεικόνισης του εγκεφάλου.
Η ψυχολόγος Ντέινα Σμολ, από το Πανεπιστήμιο Γέιλ, επανεξέτασε δεδομένα από μελέτη τομογραφίας εκπομπής ποζιτρονίων (PET), στην οποία είχαν συμμετάσχει 13 άνδρες.
Οι συμμετέχοντες είχαν καταναλώσει είτε ένα μιλκσέικ είτε ένα ρόφημα χωρίς θερμίδες.
Η ανάλυση έδειξε ότι η απελευθέρωση ντοπαμίνης μετά την πρόσληψη θρεπτικών συστατικών ήταν ιδιαίτερα έντονη στην αριστερή πλευρά της βασικοπλάγιας αμυγδαλής.
Πρόσθετα στοιχεία προέκυψαν από ξεχωριστή μελέτη του Μαρκ Τίτγκεμαϊερ και των συνεργατών του, στην οποία συμμετείχαν 38 ενήλικες.
Με τη χρήση λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας (fMRI), οι ερευνητές παρακολούθησαν μεταβολές της εγκεφαλικής δραστηριότητας μετά την κατανάλωση γλυκόζης.
Παρατήρησαν αυξημένη δραστηριότητα στην ίδια περιοχή. Η συγκεκριμένη μέθοδος καταγράφει μεταβολές που σχετίζονται με την αιματική ροή και δεν μετρά άμεσα την απελευθέρωση ντοπαμίνης, αλλά το εύρημα ενίσχυσε τις ενδείξεις για τη συμμετοχή της περιοχής στον άνθρωπο.
Η ασυμμετρία εξέπληξε την ερευνητική ομάδα, καθώς τα νευρωνικά δίκτυα που ελέγχουν βασικές λειτουργίες, όπως η διατροφή, αναμένεται συνήθως να παρουσιάζουν σχετικά συμμετρική δραστηριότητα.
Γιατί, λοιπόν, η αριστερή πλευρά φαίνεται να διαδραματίζει τόσο σημαντικό ρόλο;
Οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη απάντηση. Το εργαστήριο του Νάιτ διερευνά ήδη τους παράγοντες που προκαλούν αυτή την ασυνήθιστη διαφορά.
Τι σχέση έχει η ανακάλυψη με τον πικρό καφέ;
Η μελέτη προσφέρει ένα νέο πλαίσιο για να κατανοήσουμε πώς αλλάζουν οι γευστικές μας προτιμήσεις.
Στην περίπτωση του καφέ, η αρχική εμπειρία μπορεί να κυριαρχείται από την πικράδα. Με την επανάληψη, όμως, ο εγκέφαλος είναι δυνατόν να συνδέσει αυτή τη γεύση με τις διεγερτικές επιδράσεις της καφεΐνης.
Όπως εξηγεί ο Νάιτ, όταν δημιουργηθεί αυτή η σύνδεση, «ο καφές αρχίζει να έχει πολύ καλύτερη γεύση».
Η ερμηνεία αυτή είναι συμβατή με τον μηχανισμό μάθησης που ανακάλυψαν οι επιστήμονες, αν και η συγκεκριμένη μελέτη δεν απέδειξε άμεσα ότι η ίδια νευρωνική οδός ευθύνεται για την απόκτηση προτίμησης στον καφέ.
Το ευρύτερο συμπέρασμα είναι ότι η ευχαρίστηση που αντλούμε από μια γεύση δεν εξαρτάται μόνο από τα χαρακτηριστικά της, αλλά μπορεί να μεταβάλλεται καθώς ο εγκέφαλος μαθαίνει τι ακολουθεί μετά την κατανάλωσή της.
Θα μπορούσαμε στο μέλλον να αλλάζουμε τις διατροφικές μας προτιμήσεις;
Η ανακάλυψη δημιουργεί και ένα νέο ερευνητικό ερώτημα: θα μπορούσε η συγκεκριμένη νευρωνική οδός να αξιοποιηθεί ώστε να αλλάζει ο τρόπος με τον οποίο ο εγκέφαλος αξιολογεί τις τροφές;
Μία πιθανή σύνδεση αφορά τα φάρμακα της κατηγορίας GLP-1, τα οποία μιμούνται τη δράση μιας ορμόνης που παράγεται φυσιολογικά στο έντερο και μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά την όρεξη και τη διατροφική συμπεριφορά.
Η ομάδα του Νάιτ δεν εξέτασε τέτοια φάρμακα στη νέα μελέτη. Επομένως, παραμένει άγνωστο αν επηρεάζουν τη νευρωνική οδό που εντοπίστηκε.
Ο ερευνητής διατυπώνει, ωστόσο, μια ενδιαφέρουσα υπόθεση: ορισμένες από τις επιδράσεις τους ενδέχεται να συνδέονται με την εξασθένηση των σημάτων ντοπαμίνης που προκαλούνται όταν τα θρεπτικά συστατικά φτάνουν στο πεπτικό σύστημα.
Εάν αυτό επιβεβαιωθεί, θα μπορούσε να σημαίνει ότι ορισμένες τροφές γίνονται σταδιακά λιγότερο ελκυστικές, επειδή ο εγκέφαλος λαμβάνει ασθενέστερα σήματα που ενισχύουν την προτίμηση για τη γεύση τους.
Προς το παρόν, πρόκειται αποκλειστικά για ερευνητική υπόθεση και όχι για αποδεδειγμένη δράση των φαρμάκων GLP-1.
Η σημασία της ανακάλυψης βρίσκεται στο ότι ανοίγει έναν διαφορετικό δρόμο για τη μελέτη της διατροφικής συμπεριφοράς.
Οι περισσότερες σημερινές προσεγγίσεις επικεντρώνονται στη μείωση της πείνας ή στην ενίσχυση του αισθήματος κορεσμού. Το νέο εύρημα υποδεικνύει ότι στο μέλλον θα μπορούσε να αποτελέσει θεραπευτικό στόχο και η ίδια η διαδικασία μέσω της οποίας μαθαίνουμε να προτιμούμε συγκεκριμένες τροφές.
«Κατανοώντας τα στάδια ανάμεσα στην ανίχνευση των θρεπτικών συστατικών στο έντερο και τη μάθηση στον εγκέφαλο, ίσως καταστεί δυνατό να τα ρυθμίσουμε με ακρίβεια, ώστε να αλλάζουμε διακριτικά τις προτιμήσεις μας για διαφορετικές τροφές», επισημαίνει ο Νάιτ.
Οι γεύσεις που αγαπάμε δεν είναι απαραίτητα αυτές με τις οποίες ξεκινήσαμε
Η μελέτη αναδεικνύει μια λιγότερο γνωστή πλευρά της σχέσης μας με το φαγητό – ο εγκέφαλος συνεχίζει να αξιολογεί μια τροφή ακόμη και όταν έχουμε σταματήσει να την τρώμε.
Τα σήματα που προέρχονται από το έντερο μπορούν να επηρεάζουν όσα θα επιλέξουμε την επόμενη φορά, διαμορφώνοντας σταδιακά προτιμήσεις που δεν υπήρχαν στην αρχή.
Από τον σκέτο, πικρό καφέ μέχρι τις τροφές με υψηλή θερμιδική αξία, αυτό που τελικά μαθαίνουμε να απολαμβάνουμε φαίνεται να εξαρτάται εν μέρει από έναν αθόρυβο διάλογο ανάμεσα στο πεπτικό σύστημα και τον εγκέφαλο.
Και αυτός ο διάλογος συνεχίζεται πολύ μετά την τελευταία γουλιά ή μπουκιά.
