水は私たちにとって不可欠です。私たちの体の細胞がその役割を果たすためには、適切な量の水とそれに溶けている物質が必要です。血液は十分な水分があって初めて正常に流れます。脱水に対する保護も同様に深く根付いています。たとえ私たちの体の水分含有量がわずか 1 ～ 2% 減少したとしても、私たちは喉の渇きという紛れもない信号を受け取ります。いくつかのセンサーにより、私たちの脳は適切な警報信号をタイムリーに受信できるようになります。肺動脈と心臓のセンサーは血液量の変化を測定します。他のセンサーは腸、肝臓、腎臓にもあり、血液や細胞内の塩分や特定のメッセンジャー物質の濃度が上昇しすぎると警報を鳴らします。口の中には、液体が口腔粘膜を濡らすたびに反応するセンサーさえあります。これらすべての情報は、私たちの脳の渇きの中枢である脳弓下器官の反応を引き起こし、最終的には喉が渇きます。
視床下部で手がかりを探す
しかし、センサーからのさまざまなメッセージがどのように比較、評価、フィルタリングされるのか、そしてそれがどのようにして明確な喉の渇きの感覚を生み出すのかはまだ不明でした。私たちの脳には、もしかしたら特別な渇きを感じるニューロンがあるのでしょうか?これを明らかにするために、スタンフォード大学のウィリアム・アレン氏は、遺伝学と分子生物学の最新の方法を使用してマウスの喉の渇きの反応を調べ、操作しました。彼らは、血液量、浸透圧、メッセンジャー物質に関する情報を処理することが知られている視床下部の小さな領域、いわゆる視索前正中核に焦点を当てて探索を行った。研究では、研究者らはマウスのこの領域にある個々のタイプのニューロンのスイッチを次々とオフにし、これがマウスの飲酒行動にどのような影響を与えるかを観察した。彼らは、これらの神経細胞の一種を発見しました。これらの神経細胞を不活化すると、脱水状態のマウスでさえも水を飲まなくなりました。しかし、科学者たちがこれらの神経細胞を刺激すると、酔ったマウスでも飲み続けることができた。
別の実験では、アレンと彼の同僚は、これらのニューロンが活性化されるほど明るくなる蛍光色素でこれらのニューロンを標識しました。次に、マウスにレバーを押して水を得るように教えました。その結果、マウスの脳の特別な神経細胞が明るく点灯するほど、マウスはより熱心に水道レバーを押すことが判明した。逆に、マウスが水分不足により脱水状態になるほど、蛍光は増加しました。その後、何かを飲むと、蛍光は再びゆっくりと減少しました。研究者らが説明しているように、これはこれらのニューロンが実際に喉の渇きにおいて重要な役割を果たしているということを示唆している。どうやら、さまざまなセンサー刺激が相互接続されて評価され、対応する信号が脳弓下器官に送信されることが保証されているようです。
難しい感じ
しかし、これらのニューロンは、典型的な不快な喉の渇きの感覚も引き起こすのでしょうか?それを確かめるために、アレンと彼の同僚は別の実験を実施しました。この研究では、マウスが走り回っている間にニューロンのスイッチを直接オン/オフできる物質とニューロンを結合させた。研究者らは、動物がケージの特定の隅に到達するたびに、喉の渇きのニューロンのスイッチをオンにしました。しばらくすると、マウスは即座に反応し、それ以来、ケージのこの隅を避けました。 「したがって、これらのニューロンの刺激には抑止効果がある」と科学者らは結論づけており、喉の渇きの細胞が活発になると、動物に顕著な不快感を引き起こしたという。
「したがって、これらの渇きニューロンが拡張性と抑止力のある内部状態を呼び起こし、それが渇きを動機とする行動につながることは明らかである」とアレン氏と彼の同僚は結論付けた。これによると、マウス、そしておそらく私たち人間は、実際には特別な喉の渇きの神経細胞を持っています。この生命感の複雑な制御がもう少し明らかになりました。
