Спорт или перекус: как наш мозг выбирает между усилием и пищевым вознаграждением?

Резюме

Почему мы иногда выбираем спорт, когда приятное пищевое вознаграждение находится под рукой?

Швейцарские исследователи выявили у мышей важного участника этого выбора в мозге: систему орексина, также называемую системой гипокретина.

Когда эта система работала нормально, животные больше времени бегали в колесе, даже когда был доступен молочный коктейль, богатый сахаром и жиром. Когда сигнализация орексина была заблокирована, они больше предпочитали калорийный напиток.

Эти результаты позволяют предположить, что орексин не просто контролирует голод или движение. Он мог бы помогать мозгу присваивать относительную ценность разным доступным вариантам и поддерживать физическую активность перед лицом конкурирующего искушения.

Это открытие добавляет новый элемент к пониманию пищевого поведения и малоподвижного образа жизни, но пока не является подтверждённым терапевтическим направлением у человека.

Что такое орексин?

Орексин — это не единственный гормон, просто циркулирующий в крови. Это прежде всего система, состоящая из двух нейропептидов:

• орексин A;
• орексин B.

Они вырабатываются относительно небольшим числом нейронов, расположенных в латеральном гипоталамусе, но их отростки достигают многих областей мозга.

Орексинергическая система участвует, в частности, в:

• бодрствовании и стабильности внимания;
• мотивации;
• ориентации на вознаграждение;
• питании;
• двигательной активности;
• энергозатратах;
• адаптации к стрессу и метаболическим потребностям.

Таким образом, она представляет собой интерфейс между энергетическим состоянием организма и поведением, необходимым для реагирования на него.

Почему дофамина недостаточно, чтобы объяснить наш выбор?

Дофамин играет центральную роль в мотивации, обучении и предвкушении вознаграждений.

Но неверно просто утверждать, что «спорт и десерт оба высвобождают дофамин» и что мозгу тогда понадобился бы другой гормон, чтобы выбрать между ними.

Принятие решений опирается на несколько мозговых сетей, которые одновременно интегрируют:

• ожидаемое удовольствие;
• необходимое усилие;
• состояние усталости;
• голод;
• привычки;
• прошлый опыт;
• окружение;
• немедленную доступность вознаграждения.

Орексин, по-видимому, участвует в этой интеграции, способствуя бодрствованию, вовлечённости и продолжению мотивированного поведения. Более поздние работы на животных также позволяют предположить, что активность орексиновых нейронов меняется в ходе предвкушения вознаграждения и может изменять некоторые стратегии принятия решений.

Как проводилось исследование?

Исследователи поместили мышей в среду, дающую им доступ к нескольким добровольным занятиям, среди которых:

• бег в колесе;
• питьё клубничного коктейля, богатого сахаром и жиром;
• исследование других объектов или пространств.

Эта конфигурация важна: речь шла не только о навязывании бинарного выбора между едой и упражнением, но о наблюдении того, как животные спонтанно распределяли своё время в среде, богатой возможностями.

Затем учёные сравнили мышей, у которых орексинергическая система работала нормально, с животными, у которых она была подавлена — либо фармакологически, либо путём генетической манипуляции.

Каковы были результаты?

Когда было доступно несколько возможностей, мыши с сохранной орексинергической системой:

• проводили больше времени за бегом;
• потребляли меньше коктейля;
• сильнее сопротивлялись конкурирующему пищевому вознаграждению.

Когда сигнализация орексина была снижена, животные чаще оставляли колесо в пользу коктейля.

Важный факт: когда исследователи предлагали лишь одно занятие или гораздо более простой выбор, различия между группами были менее выражены.

Это позволяет предположить, что орексин определяет не только способность бегать или количество съеденной пищи. По-видимому, он участвует прежде всего тогда, когда мозгу нужно выбирать между несколькими конкурирующими поощряющими вариантами поведения.

Вызывает ли орексин желание заниматься спортом?

Не в простом смысле этого слова.

Данные скорее указывают на то, что орексиновые нейроны помогают поддерживать:

• бодрствование;
• поведенческую энергию;
• вовлечённость в занятие;
• сопротивление немедленному конкурирующему вознаграждению.

В эксперименте колесо не обязательно воспринималось как повинность. У грызунов добровольный бег может быть внутренне вознаграждающим занятием.

Поэтому исследование не сравнивает в точности человека, колеблющегося между походом в спортзал и поеданием торта. Оно изучает конкуренцию между двумя занятиями, которые мышь может находить мотивирующими.

Какая связь с ожирением?

Ожирение не является результатом простого недостатка воли. Оно предполагает сложное взаимодействие между:

• биологией;
• пищевым окружением;
• сном;
• стрессом;
• физической активностью;
• социально-экономическими факторами;
• генетикой;
• мозговыми контурами вознаграждения.

Орексинергическая система может влиять на несколько элементов этого равновесия:

• бдительность;
• спонтанный уровень активности;
• поиск пищи;
• энергозатраты;
• реакцию на метаболические сигналы.

Некоторые орексиновые нейроны, кроме того, интегрируют информацию, связанную с уровнем глюкозы и движением, показывая, насколько эта система связывает метаболическое состояние и поведение. Тем не менее было бы преждевременно делать её центральной причиной ожирения или готовой лекарственной мишенью.

Какая связь со сном?

Наиболее прочно установленная роль орексина касается стабильности бодрствования.

Утрата вырабатывающих орексин нейронов напрямую связана с нарколепсией 1-го типа, характеризующейся, в частности, избыточной дневной сонливостью и, часто, катаплексией.

И наоборот, некоторые современные препараты от бессонницы блокируют рецепторы орексина. Это случай даридорексанта — двойного антагониста рецепторов OX1 и OX2, разрешённого в Европе при некоторых хронических формах бессонницы у взрослых.

Это показывает, что изменение этой системы оказывает вполне конкретное влияние на бдительность. Но это не позволяет заключить, что такие препараты вызывают пищевое предпочтение или значимое снижение физической активности у человека.

Заставляют ли препараты от бессонницы, блокирующие орексин, меньше двигаться?

На сегодняшний день нет достаточных клинических доказательств, позволяющих утверждать, что антагонисты орексина, применяемые в терапевтических дозах, приводят пациентов к отказу от физической активности в пользу еды.

Их цель — снизить сигнал бодрствования ночью, а не устойчиво подавлять орексинергическую систему в течение всего дня.

Тем не менее у некоторых пациентов может возникать сонливость, как и при других средствах для сна. Это следует учитывать индивидуально, особенно для вождения или занятий, требующих устойчивого внимания.

Можно ли естественным образом стимулировать орексин?

В настоящее время не существует подтверждённого клинического метода, позволяющего специфически «усилить» орексин, чтобы предпочитать спорт еде.

Однако работа этой системы косвенно зависит от:

• цикла сон-бодрствование;
• состояния питания;
• метаболических колебаний;
• физической активности;
• стресса;
• сигналов окружающей среды.

Поэтому представлять определённые продукты, добавки или ритуалы как «активаторы орексина», способные помочь похудеть, было бы научно необоснованно.

Почему мы часто выбираем перекус?

Пищевое вознаграждение обладает несколькими немедленными преимуществами для мозга:

• оно быстро доступно;
• требует мало усилий;
• его приятный эффект предсказуем;
• продукты, богатые сахаром и жиром, сильно подкрепляют.

Физическая активность же часто требует начальных затрат, прежде чем ощущаются её приятные выгоды.

Поэтому контекст играет важную роль. Сделать упражнения более доступными и снизить доступность искушений иногда может быть эффективнее, чем полагаться только на мотивацию.

Несколько практических мер могут помочь:

• планировать активность заранее;
• готовить спортивную одежду;
• выбирать действительно приятное занятие;
• начинать с короткой продолжительности;
• не оставлять очень аппетитные перекусы постоянно на виду;
• достаточно спать, чтобы ограничить усталость и пищевую импульсивность.

Эти стратегии воздействуют на среду принятия решений, не претендуя на прямое изменение орексина.

Что это исследование не доказывает

Это исследование не доказывает, что:

• орексин является «гормоном силы воли»;
• у малоподвижных людей не хватает орексина;
• ожирение вызвано дефицитом этой системы;
• стимуляция орексина автоматически заставит больше заниматься спортом;
• препараты, блокирующие орексин, систематически приводят к набору веса;
• результаты, наблюдаемые у мышей, напрямую применимы к человеку.

Оно выявляет интересный нейронный механизм, который потребует изучения в дополнительных моделях, а затем в клинических исследованиях.

Анализ Valorian

Это исследование даёт более современный взгляд на мотивацию. Наш выбор — не только продукт сознательного решения, противопоставляющего волю и лакомство. Он является результатом мозговых сетей, которые постоянно сравнивают ценность вознаграждений, требуемое усилие, наш уровень бодрствования, наше энергетическое состояние и возможности, присутствующие в окружении.

Орексин, по-видимому, играет роль координатора между этими различными измерениями. Он не просто побуждает есть или двигаться: он помогает организму выбирать и поддерживать уместное поведение, когда несколько поощряющих вариантов конкурируют между собой.

Для Valorian главный вывод не в том, что следует пытаться фармакологически манипулировать орексином. Он скорее в том, что малоподвижность и пищевое поведение нельзя свести к недостатку дисциплины.

Эффективная стратегия метаболического здоровья должна одновременно воздействовать на:

• сон;
• пищевое окружение;
• удовольствие, связанное с физической активностью;
• привычки;
• мышечную массу;
• стресс;
• гормональное и метаболическое здоровье, когда это необходимо.

Понимание нейробиологии принятия решений может помочь разработать более эффективные поведенческие стратегии, но мы всё ещё далеки от лечения, способного напрямую превратить предпочтение перекуса в желание заниматься спортом.