Исследование на грызунах продемонстрировало, что полноценное питание не просто утоляет голод, но и положительно сказывается на способности к запоминанию. Питательная пища активировала блуждающий нерв, который спровоцировал высвобождение ацетилхолина в гиппокампе – области мозга, отвечающей за формирование воспоминаний о месте получения пищи. В противоположность этому, устоявшаяся с ранних лет любовь к нездоровой пище нарушила этот механизм и привела к утрате пространственной ориентации у животных.

Уже давно установлено влияние связи «кишечник – головной мозг» на регуляцию чувства голода. Современные исследования выявили, что блуждающий нерв, являющийся связующим звеном в этой системе, также оказывает воздействие на сложные мыслительные процессы. Однако до недавнего времени оставалось неизвестным, каким образом химический сигнал о насыщении передается в гиппокамп и как он связан с памятью.

Авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, провели исследование механизма нейрохимической связи между приемом пищи и формированием памяти у крыс. Для этого ученые имплантировали оптические волокна в дорсальную часть гиппокампа, чтобы отслеживать интенсивность флуоресценции во время высвобождения ацетилхолина – важного нейромедиатора.

Для выяснения маршрута передачи сигнала исследователи намеренно прерывали его: у одной группы животных перерезали блуждающий нерв в брюшной области, а у другой уничтожали нейроны медиальной перегородки мозга – структуры, ответственной за выработку ацетилхолина.

Группу из трех десятков крыс, достигших возраста в двадцать шесть дней, на протяжении месяца получали пищу быстрого приготовления: картофельные снеки, шоколад с арахисовой пастой и кукурузный сироп. После этого животных переводили обратно на обычный, полноценный корм для дальнейшей оценки их состояния.

Способность к запоминанию местоположения оценивалась при помощи специальной конструкции – круглой платформы с восемнадцатью идентичными отверстиями по периметру, в одном из которых находилось угощение. Чтобы помочь крысам ориентироваться, исследователи разместили вокруг них заметные объекты: разноцветные геометрические формы и игрушечного единорога.

Опыт продемонстрировал, что потребление пищи приводило к резкому увеличению концентрации ацетилхолина в гиппокампе у грызунов. Этот всплеск нейротрансмиттера наблюдался исключительно тогда, когда животные получали высококалорийную пищу – например, раствор сахарозы или кукурузное масло. В случае употребления воды с искусственным подсластителем, активность гиппокампа оставалась неизменной.

В ходе заключительного этапа эксперимента пищу полностью исключили из лабиринта. У здоровых особей наблюдался резкий скачок уровня ацетилхолина, когда они по памяти находили нужное отверстие, используя в качестве ориентира плюшевого единорога и другие визуальные подсказки на стенах. Животные с поврежденным блуждающим нервом или разрушенными нейронными связями не смогли пройти тест, и характерного всплеска ацетилхолина у них не наблюдалось. Лишенный сигналов от пищеварительной системы организм крыс оказался не в состоянии вспомнить правильное местоположение, что приводило к беспорядочному прощупыванию всех отверстий.

Употребление фастфуда оказывало на мозг воздействие, сопоставимое с оперативным вмешательством. У особей, выросших на картофельных чипсах, гиппокамп также не демонстрировал выделения ацетилхолина после приема пищи. Эти животные действовали методом случайного поиска и их память не восстановилась даже при возвращении к здоровому питанию.

Проведенные научные работы выявили, что прием пищи оказывает воздействие на познавательные функции, помимо простого контроля аппетита и ощущения сытости. Система «кишечник — мозг», посредством блуждающего нерва, медиальной перегородки и гиппокампа, отвечает за формирование пространственной памяти; нездоровое питание дестабилизирует эту систему и негативно сказывается на способности к запоминанию.