Forscher identifizieren bei Laborratten „Essensgedächtnis“-Neuronen, die erklären könnten, warum das Vergessen des Mittagessens zu übermäßigem Essen führt. Wissenschaftler haben eine bestimmte Gruppe von Gehirnzellen entdeckt, die Erinnerungen an Mahlzeiten speichern und dabei nicht nur kodieren kann, was gegessen wurde, sondern auch wann es gegessen wurde. Die in Nature Communications veröffentlichten Ergebnisse könnten erklären, warum Menschen mit Gedächtnisproblemen häufig zu viel essen und warum das Vergessen einer kürzlich eingenommenen Mahlzeit übermäßigen Hunger auslösen und zu Essstörungen führen kann. Darüber hinaus liefert sie auch neue Strategien zur Behandlung von Fettleibigkeit durch die Verbesserung des Gedächtnisses im Zusammenhang mit der Nahrungsaufnahme.
„Mahlzeit-Engramme“
Während des Essens werden Neuronen im ventralen Hippocampusbereich des Gehirns aktiv und bilden das, was das Forscherteam als „Mahlzeit-Engramme“ bezeichnet – spezielle Gedächtnisspuren, die Informationen über die Erfahrung des Nahrungskonsums speichern. Während Wissenschaftler Engramme seit langem hinsichtlich ihrer Rolle bei der Speicherung von Erinnerungen und anderen Erfahrungen im Gehirn untersuchen, identifizierte die neue Studie Engramme, die speziell für Essenserfahrungen zuständig sind.
„Ein Engramm ist die physische Spur, die eine Erinnerung im Gehirn hinterlässt“, erklärt Scott Kanoski, Professor für Biowissenschaften am USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences und korrespondierender Autor der Studie. „Mahlzeit-Engramme funktionieren wie hochentwickelte biologische Datenbanken, in denen verschiedene Arten von Informationen gespeichert werden, beispielsweise wo man gegessen hat und wann man gegessen hat.“
Bei Ablenkung kann das Gehirn die Essenserfahrung nicht richtig katalogisieren
Die Entdeckung ist für das Verständnis von Essstörungen beim Menschen von unmittelbarer Bedeutung. Patienten mit Gedächtnisstörungen, wie z. B. Demenz oder Hirnverletzungen, die die Gedächtnisbildung beeinträchtigen, nehmen oft mehrere Mahlzeiten in schneller Folge zu sich, weil sie sich nicht daran erinnern können, gegessen zu haben. Darüber hinaus kann Essen – wie gedankenloses Naschen vor dem Fernseher oder beim Scrollen auf dem Handy – die Erinnerung an Mahlzeiten beeinträchtigen und zu übermäßigem Konsum beitragen.
Basierend auf den Ergebnissen des Experiments werden Essensengramme während kurzer Pausen zwischen den Bissen gebildet, wenn das Gehirn der Laborratten auf natürliche Weise die Essumgebung wahrnimmt. Diese Momente der Aufmerksamkeit ermöglichen es spezialisierten Neuronen im Hippocampus, mehrere Informationsströme zu integrieren. Kanoski sagte, man könne davon ausgehen, dass das menschliche Gehirn ein ähnliches Phänomen durchläuft. Wenn die Aufmerksamkeit einer Person auf etwas anderes gerichtet ist – auf das Smartphone oder den Fernseher –, werden diese entscheidenden Kodierungsmomente beeinträchtigt. „Das Gehirn kann die Essenserfahrung nicht richtig katalogisieren“, sagte Lea Decarie-Spain, Postdoktorandin an der USC Dornsife und Erstautorin der Studie, „was zu schwachen oder unvollständigen Essens-Engrammen führt.“
Mechanismus der „Essenserinnerungen“ könnte dabei helfen, neue Ansätze für die Behandlung von Fettleibigkeit zu entwickeln
Das Forschungsteam verwendete fortschrittliche neurowissenschaftliche Techniken, um die Gehirnaktivität von Laborratten während des Fressens zu beobachten, und lieferte damit erstmals einen Echtzeit-Einblick in die Entstehung von Essenserinnerungen. Die Essenserinnerungsneuronen unterscheiden sich von Gehirnzellen, die an anderen Arten der Gedächtnisbildung beteiligt sind. Als die Forscher diese Neuronen selektiv zerstörten, zeigten die Laborratten eine beeinträchtigte Erinnerung an die Orte, an denen sie Futter gefunden hatten, behielten jedoch ihr normales räumliches Gedächtnis für nicht mit Futter zusammenhängende Aufgaben bei, was auf ein spezielles System für die Verarbeitung von Informationen im Zusammenhang mit Mahlzeiten hindeutet. Die Studie ergab, dass die Neuronen für Essenserinnerungen mit dem lateralen Hypothalamus kommunizieren, einer Gehirnregion, von der seit langem bekannt ist, dass sie Hunger und Essverhalten steuert. Als diese Verbindung zwischen Hippocampus und Hypothalamus blockiert wurde, fraßen die Laborratten zu viel und konnten sich nicht daran erinnern, wo sie ihre Mahlzeiten zu sich genommen hatten.
Diese Ergebnisse könnten laut den Forschern letztendlich zu neuen klinischen Ansätzen für die Behandlung von Fettleibigkeit führen und ein besseres Gewichtsmanagement unterstützen. Aktuelle Strategien zur Gewichtsreduktion konzentrieren sich oft auf die Einschränkung der Nahrungsaufnahme oder die Steigerung der körperlichen Aktivität, aber die neue Forschung legt nahe, dass die Verbesserung der Essensgedächtnisbildung ebenso wichtig sein könnte.