Ινστιτούτο Προηγμένης Τεχνολογίας Shenzhen: Ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Δρ Wang Liping από το Ινστιτούτο Προηγμένης Τεχνολογίας Shenzhen (SIAT) της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, διεξήγαγε λεπτομερή μελέτη της αυθόρμητης συμπεριφοράς κατά τη διαδικασία κατανάλωσης τροφής σε ποντίκια χρησιμοποιώντας ένα σύστημα παρακολούθησης της συμπεριφοράς με τη βοήθεια βαθιάς μάθησης. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Neuron. Οι ερευνητές περιέγραψαν τα χαρακτηριστικά της κατακερματισμένης συμπεριφοράς σίτισης σε νηστικά ποντίκια της εναλλαγής μεταξύ συμπεριφορών που σχετίζονται με τη σίτιση και συμπεριφορών που δεν σχετίζονται με τη σίτιση και αποκάλυψαν ότι πολλαπλοί νευρωνικοί πληθυσμοί ρυθμίζουν διαδοχικά την προετοιμασία, την έναρξη και τη διατήρηση ενός τμήματος σίτισης.
Χρησιμοποίησαν έναν αλγόριθμο βαθιάς μάθησης για να αναγνωρίσουν τις ενέργειες των ποντικιών σε ένα μόνο καρέ βίντεο. Εντοπίστηκαν συνολικά 14 χαρακτηριστικές κινήσεις και οι κινήσεις αυτές ταξινομήθηκαν σε οκτώ ουσιαστικές συμπεριφορές με τη χρήση αλγορίθμων ομαδοποίησης. Αυτές οι συμπεριφορές στη συνέχεια χωρίστηκαν σε τρεις κατηγορίες: σίτιση, περπάτημα και εξερεύνηση του περιβάλλοντος. “Η αυθόρμητη συμπεριφορά των ποντικιών κατά τη διαδικασία κατανάλωσης τροφής περιγράφηκε ως μια επανάληψη συμπεριφορών όπως “προσέγγιση τροφής, επαφή με την τροφή, αποχώρηση από την τροφή και εξερεύνηση του περιβάλλοντος”, δήλωσε ο Δρ Γουάνγκ. Μέσω της ανάλυσης των αποκρίσεων ασβεστίου διαφορετικών νευρωνικών πληθυσμών κατά τη διάρκεια της αυθόρμητης συμπεριφοράς, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι νευρώνες ARCAgRP ενεργοποιούνταν όταν τα ποντίκια ήταν νηστικά με τροφή στο περιβάλλον, αλλά τα ποντίκια εξερευνούσαν το περιβάλλον αντί να τρώνε. Κατά τη διαδικασία προσέγγισης της τροφής και του φαγητού, οι νευρώνες αυτοί αναστέλλονταν. Οι νευρώνες LHGABA ενεργοποιούνταν όταν τα ποντίκια ξεκινούσαν συμπεριφορά σίτισης και η διάρκεια της ενεργοποίησης συσχετιζόταν μόνο ασθενώς με τη διάρκεια της συμπεριφοράς σίτισης. Οι νευρώνες DRGABA ενεργοποιούνταν συνεχώς κατά τη διάρκεια της σίτισης και η διάρκεια της ενεργοποίησης συσχετιζόταν έντονα θετικά με τη διάρκεια της συμπεριφοράς σίτισης. Οι νευρώνες DRGABA αναστέλλονταν όταν τα ποντίκια άφηναν την τροφή για να εξερευνήσουν το περιβάλλον. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν οπτογενετικές μεθόδους για να διερευνήσουν περαιτέρω τη λειτουργία των νευρώνων ARCAgRP, LHGABA και DRGABA στην κατακερματισμένη συμπεριφορά σίτισης των ποντικών. Η αναστολή των νευρώνων ARCAgRP οδήγησε σε περισσότερη εξερεύνηση του περιβάλλοντος και μειωμένη σίτιση σε νηστικά ποντίκια, ενώ η ενεργοποίηση αυτών των νευρώνων αύξησε τη σίτιση και μείωσε την εξερεύνηση του περιβάλλοντος παρουσία τροφής, αλλά δεν είχε καμία επίδραση στην εξερεύνηση του περιβάλλοντος παρουσία πλαστικού σφαιριδίου. Η ενεργοποίηση των νευρώνων LHGABA προκάλεσε στα ποντίκια έντονη συμπεριφορά δαγκώματος, ενώ η αναστολή αυτών των νευρώνων προκάλεσε στα νηστικά ποντίκια αδυναμία δαγκώματος της τροφής.
Η ενεργοποίηση των νευρώνων DRGABA παρέτεινε σημαντικά τη συμπεριφορά σίτισης στα ποντίκια, ενώ η αναστολή αυτών των νευρώνων μείωσε σημαντικά τη συμπεριφορά σίτισης. Ως εκ τούτου, οι ερευνητές υπέθεσαν ότι η λειτουργία των νευρώνων ARCAgRP είναι να περιορίζουν τη συμπεριφορά που δεν σχετίζεται με τη σίτιση κατά τη διάρκεια της πείνας, επιτρέποντας έτσι στα κίνητρα που σχετίζονται με τη σίτιση να αναλάβουν και να ξεκινήσουν τη συμπεριφορά σίτισης. Κατέληξαν επίσης στο συμπέρασμα ότι οι νευρώνες LHGABA μεσολαβούν στην έναρξη της συμπεριφοράς σίτισης και οι νευρώνες DRGABA εμπλέκονται στη ρύθμιση της διατήρησης της συμπεριφοράς σίτισης. Παρόμοια με τα ποντίκια, οι άνθρωποι παρουσιάζουν επίσης αποσπασματική συμπεριφορά σίτισης και δεν εστιάζουν συνεχώς στην τροφή κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σίτισης, αλλά δίνουν συνεχώς προσοχή στο περιβάλλον. Τα παιδιά παίζουν ενώ τρώνε, ενώ οι ενήλικες συνήθως ασχολούνται με κοινωνικές δραστηριότητες ενώ τρώνε. “Η μελέτη αυτή εμβαθύνει την κατανόηση της διαδικασίας σίτισης και του μηχανισμού νευρικής ρύθμισης και παρέχει νέες ιδέες για τη διερεύνηση των διαταραχών που σχετίζονται με τη σίτιση”, δήλωσε ο Δρ Γουάνγκ.
