Vi tenderar att äta, dricka och röra oss mindre när det är dåligt väder. Och vi är inte ensamma – de flesta djur minskar samma tre beteenden när de bekämpar en infektion.

Nu pekar en ny studie på klustret av neuroner som styr dessa svar, kallat sjukdomsbeteenden. Genom att provocera immunsvar hos möss, visade forskare att en specifik population av celler i hjärnstammen potent inducerar tre avslöjande sjukdomsbeteenden. Dessutom trubbar inhibering av dessa neuroner var och en av dessa beteendeelement i sjukdomsreaktionen. Fynden, publicerade i Nature , direkt koppla inflammation till nervbanor som reglerar beteendet, vilket ger insikt i hur immunsystemet interagerar med hjärnan.

"Vi är fortfarande i början av att försöka förstå hjärnans roll vid infektion", säger Jeffrey M. Friedman, Marilyn M. Simpson-professor vid Rockefeller University. "Men med dessa resultat har vi nu en unik möjlighet att fråga:Hur ser din hjärna ut när du är sjuk?"

Sjukbeteenden har visat sig spela en viktig roll för ett djurs återhämtning från en infektion. Tidigare studier har stärkt den teorin genom att visa att djur som tvingats äta när de är sjuka visade en signifikant ökad dödlighet. "Dessa beteendeförändringar under infektion är verkligen viktiga för överlevnad", säger huvudförfattaren Anoj Ilanges, en före detta doktorand i Friedmans labb, nu gruppledare vid HHMI Janelia Research Campus

Men det har aldrig varit klart hur hjärnan koordinerar den nästan universella driften att vägra måltider och krypa ihop under täcket när infektionen börjar. Så Friedman och Ilanges gav sig i kast med att kartlägga hjärnregionerna bakom sjukdomsbeteenden hos möss.

Teamet började med att exponera möss för LPS, en bit av bakteriell cellvägg som aktiverar immunsystemet och potent inducerar sjukdomsbeteende. Kort efter en injektion av LPS, var det en ökning av aktiviteten i en hjärnstammsregion känd som det dorsala vagala komplexet, bland en population av neuroner som uttrycker neuropeptiden ADCYAP1. För att bekräfta att de hade hittat de rätta hjärncellerna aktiverade forskarna sedan dessa nervceller i friska möss och de fann att djuren åt, drack och rörde sig mindre. Däremot, när ADCYAP1-neuronerna inaktiverades, reducerades effekten av LPS på dessa beteenden signifikant.

"Vi visste inte om samma eller olika neuroner reglerade vart och ett av dessa beteenden," säger Friedman, "Vi fann det förvånande att en enda neuronal population verkar reglera var och en av dessa komponenter i sjukdomsreaktionen."

Författarna var dock inte helt förvånade över att denna hjärnstamsregion var involverad i att förmedla sjukdomsbeteenden. Det dorsala vagala komplexet är ett av få värdefulla fysiologiska korsvägar i det centrala nervsystemet, där en frånvaro av blod-hjärnbarriären gör det möjligt för cirkulerande faktorer i blodet att skicka information direkt till hjärnan. "Den här regionen har dykt upp som ett slags varningscentrum för hjärnan, som förmedlar information om aversiva eller skadliga ämnen som oftare än inte minskar matintaget", säger Friedman.

Under de kommande månaderna avser Friedmans team på Rockefeller att införliva dessa fynd i sitt övergripande mål att förstå de fysiologiska signalerna och neurala kretsar som reglerar matningsbeteende. De är särskilt intresserade av att förstå varför även möss som är konstruerade för att äta glupskt ändå kommer att sluta äta när de utsätts för bakteriella infektioner.

Samtidigt planerar Ilanges att undersöka vilken roll andra hjärnregioner spelar som svar på infektioner, vilket utökar vår kunskap om hjärnans roll under denna kritiska process. "Vi tittade på en region i hjärnan, men det finns många andra som aktiveras med immunsvaret", säger han. "Detta öppnar dörren för att fråga vad hjärnan gör, holistiskt, under infektion." + Utforska vidare

Neuroner i hjärnstammen som reglerar sjukdomssymtom som finns i musmodell