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Embora a insegurança alimentar seja um problema para um segmento crescente da população dos EUA – agravado ainda mais pela pandemia de coronavírus – poucos estudos analisaram o efeito que a festa ou a fome têm no cérebro em desenvolvimento isoladamente de outros fatores que contribuem para a adversidade .
Um novo estudo realizado por neurocientistas da Universidade da Califórnia, Berkeley, simulou os efeitos da insegurança alimentar em camundongos juvenis e encontrou mudanças duradouras mais tarde na vida.
“Mostramos que o acesso irregular à comida no final do período juvenil e início da adolescência afeta o aprendizado, a tomada de decisões e os neurônios dopaminérgicos na idade adulta”, disse Linda Wilbrecht, professora de psicologia da UC Berkeley e membro do Helen Wills Neuroscience Institute.
Uma diferença fundamental no comportamento envolvia a flexibilidade cognitiva: a capacidade de gerar novas soluções quando o mundo muda.
“Os ratos em busca de recompensas podem ser inflexíveis, aderindo a apenas uma estratégia, mesmo quando não produz mais recompensas, ou podem ser flexíveis e experimentar novas estratégias rapidamente. Descobrimos que a estabilidade do suprimento de alimentos que os ratos tinham quando eram jovens governava como eles eram flexíveis em diferentes condições quando cresceram”, disse ela.
Estudos epidemiológicos relacionam a insegurança alimentar em crianças e adolescentes com ganho de peso na velhice, bem como problemas de aprendizagem e escores mais baixos em matemática, leitura e vocabulário. Mas esses estudos são confundidos por outras questões relacionadas à pobreza, como depressão materna e estressores ambientais. O novo estudo foi projetado para analisar os impactos comportamentais e de desenvolvimento da insegurança alimentar em um ambiente controlado que não é possível usando seres humanos.
O estudo tem implicações para os seres humanos. Os formuladores de políticas reconhecem a importância de uma boa nutrição na primeira infância até o ensino médio, com programas de café da manhã e almoço gratuitos ou a preços reduzidos financiados pelo governo federal disponíveis em escolas em todos os Estados Unidos. O Programa Federal de Assistência Nutricional Suplementar (SNAP) também oferece benefícios para complementar o orçamento alimentar de famílias carentes. Para as famílias que vivem de salário em salário, esses programas de alimentação têm demonstrado efeitos – em particular, aumento do desempenho na escola e taxas de graduação.
Mas pode haver momentos em que as crianças não podem acessar os programas de alimentação, como durante as férias de verão. Os programas também podem inadvertidamente criar um ciclo de banquete e fome quando os benefícios são distribuídos com semanas entre os pagamentos, potencialmente deixando famílias pobres incapazes de comprar comida no final de cada ciclo de pagamento. De acordo com um relatório recente do Departamento de Agricultura dos EUA, 6,2% das famílias com crianças – 2,3 milhões de famílias no total – estavam em situação de insegurança alimentar em 2021.
“Acho que temos que entender que mesmo a insegurança alimentar transitória é importante, o cérebro não se recupera mais tarde. A insegurança alimentar pode ter impactos de longo prazo no funcionamento do cérebro de alguém”, disse Wilbrecht. “A capacidade de aprender e tomar decisões é algo que está se desenvolvendo durante a infância e a adolescência, e estamos vendo como essas habilidades críticas são afetadas pelo acesso aos alimentos. O acesso aos alimentos é algo que podemos abordar neste município. Existem programas de alimentação e benefícios , e podemos torná-los melhores tornando o acesso a benefícios ou alimentos mais confiável e consistente. Apoiar o desenvolvimento do cérebro é uma boa razão para apoiar programas alimentares.”
A pesquisa, realizada com os membros do corpo docente da UC Berkeley Helen Bateup, Stephan Lammel e seus colegas de laboratório, aparecerá em uma próxima edição impressa da revista. Biologia Atual. Foi postado on-line em 20 de julho.
Flexibilidade sob regras em mudança
Wilbrecht e seus colegas, incluindo o estudioso de saúde e sociedade da Robert Wood Johnson Foundation, Ezequiel Galarce, imitaram a insegurança alimentar humana em camundongos, entregando alimentos em horários irregulares, enquanto ainda permitiam comida suficiente para manter o peso corporal seguro. Este regime alimentar começou uma semana antes do início da puberdade em camundongos, equivalente ao final da infância em humanos, e continuou por 20 dias até o equivalente ao final da adolescência em camundongos. Outro grupo de camundongos recebeu comida sempre que quisesse.
Eles então testaram a cognição na idade adulta usando tarefas de forrageamento em que os ratos procuravam recompensas em um ambiente em mudança. Por exemplo, um comportamento – neste caso, aprender qual odor levou ao Honey Nut Cheerios – pode ser bem-sucedido por um curto período de tempo, mas não para sempre. Um segundo odor agora previa onde a recompensa estava escondida.
Os camundongos bem alimentados e com insegurança alimentar foram testados como adultos em ambientes certos e incertos, com diferenças perceptíveis na flexibilidade cognitiva. Camundongos com insegurança alimentar foram mais flexíveis em situações incertas do que camundongos bem alimentados, enquanto camundongos bem alimentados foram mais flexíveis em situações mais estáveis.
“Você teria que testar em campo para ver como esses diferentes perfis de flexibilidade afetam a sobrevivência”, disse ela. “As descobertas são sutis, mas esperançosas, porque identificamos ganhos e perdas de função no aprendizado e na tomada de decisões que são forjadas pela experiência da escassez”.
Enquanto o efeito da insegurança alimentar na cognição em camundongos machos foi robusto, camundongos fêmeas não mostraram efeito na cognição.
“Este é um dos efeitos comportamentais mais robustos que já vimos quando modelamos a adversidade”, disse Wilbrecht.
A insegurança alimentar teve outros efeitos decididamente negativos em camundongos fêmeas, no entanto. As mulheres que tinham insegurança alimentar quando cresciam tendiam a ficar acima do peso quando recebiam comida irrestrita na idade adulta, algo espelhado em humanos que cresceram com insegurança alimentar. Camundongos machos não mostraram tal efeito.
O estudante de doutorado Wan Chen Lin e pesquisadores dos laboratórios Bateup e Lammel também analisaram a rede de recompensa do cérebro, que é governada pelo neurotransmissor dopamina, e encontraram mudanças também em camundongos machos.
“Descobrimos que os neurônios do sistema de dopamina, que é fundamental para a aprendizagem, tomada de decisão e comportamentos relacionados à recompensa, como o vício, foram significativamente alterados em suas entradas e saídas”, disse Wilbrecht. “Isso sugere que há mudanças mais amplas nos sistemas de aprendizado e tomada de decisão no cérebro”.
Por exemplo, os pesquisadores observaram mudanças nas sinapses dos neurônios dopaminérgicos que se projetam para o núcleo accumbens e também encontraram mudanças na liberação de dopamina no estriado dorsal. Esses neurônios de dopamina demonstraram desempenhar um papel na aprendizagem e na tomada de decisões em vários outros estudos.
Os pesquisadores continuam seus estudos de camundongos com insegurança alimentar para determinar se eles são mais suscetíveis quando adultos a comportamentos viciantes, que estão associados à rede de dopamina.
Outros autores do artigo da UC Berkeley são a ex-bolsista de pós-doutorado Polina Kosillo, a ex-aluna de doutorado Christine Liu e o cientista sênior Lung-Hao Tai. O trabalho foi apoiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (R21 AA025172, U19NS113201) e pela Fundação Robert Wood Johnson. Bateup é um investigador do Chan Zuckerberg Biohub e um investigador do Weill Neurohub.
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