Kľúčová oblasť mozgu hrá pri závislosti rozhodujúcu úlohu
Nový výskum zisťuje, že mozoček, veľká časť ľudského mozgu, o ktorej sa vedci domnievali, že je primárne zapojený do riadenia motorov, môže hrať kľúčovú úlohu pri hľadaní odmien a v sociálnom správaní. Zistenia môžu pomôcť pri informovaní o budúcich terapiách liečby závislosti.
Nedávny výskum naznačil, že okrem pohybu môže mozog mozgu tiež pomáhať pri kontrole kognitívnych funkcií, ako sú jazyk, učenie a pozornosť.
Teraz vedci z Albert Einstein College of Medicine v Bronxe v NY naznačujú, že táto oblasť by mohla regulovať aj spracovanie odmien a závislosť.
Novú štúdiu viedol Kamran Khodakhah, Ph.D., ktorý je profesorom a predsedom katedry neurovied Dominika P. Purpuru v Einsteine. Vedci uskutočnili štúdiu na myšiach.
Prof. Khodakhah a jeho tím publikovali svoje výsledky v časopise Veda. Ilaria Carta, doktorandka v Einsteine, a Christopher Chen, Ph.D., obaja sú prvými autormi článku.
Prečo študovať mozoček?
Profesor Khodakhah a jeho kolegovia boli pri výskume podnecovaní novšími štúdiami, ktoré naznačili úlohu malého mozgu v závislosti a sociálnej interakcii.
Niektoré štúdie napríklad zistili, že mozoček nefunguje správne u ľudí s návykovým správaním, poruchou autistického spektra (ASD), kognitívnym afektívnym syndrómom a schizofréniou.
Ďalšie štúdie MRI preukázali, že mozoček ľudí žijúcich so závislosťou je hyperaktívny v reakcii na podnety, na ktoré sa ich závislosť vzťahuje, napríklad na obrázok injekčnej striekačky.
„Predstava, že mozog dokázal oveľa viac, ako len ovládať pohyb, sa stretla s veľkou skepsou,“ vysvetľuje hlavný autor štúdie, „a nikto nemal nijaké dôkazy o tom, ako mozog môže ovplyvňovať uvoľňovanie dopamínu.“
Vedci označili dopamín za neurotransmiter „sex, drogy a rock’n’roll“ kvôli jeho kľúčovej úlohe v správaní, ktoré sa snaží získať odmenu. Keď ľudia - alebo primáti - dostanú príjemnú odmenu, či už na konci procesu učenia alebo na rekreačné účely, ich telo hormón uvoľní.
Ďalšou oblasťou mozgu, ktorú vedci zapojili do spracovania odmien, je takzvaná ventrálna tegmentálna oblasť (VTA). Takže v súčasnej štúdii vedci predpokladali, že neuróny v malom mozgu budú nejako komunikovať s neurónmi VTA, ktoré sú zodpovedné za uvoľňovanie dopamínu.
Využitie svetla na štúdium neurónov u myší
Vedci pomocou optogenetiky otestovali svoju hypotézu. Optogenetika je technika, pri ktorej vedci geneticky modifikujú neuróny tak, aby reagovali na svetlo.
Genetickým vyvolaním fotocitlivosti mohli vedci selektívne aktivovať axóny neurónov v malom mozgu. Týmto činom chceli vidieť, ako budú ovplyvnené neuróny vo VTA.
Tretina neurónov VTA vystrelila v reakcii na stimuláciu axónov, čo dokázalo, že neuróny v malom mozgu komunikujú s neurónmi vo VTA.
Vedci ďalej chceli zistiť, ako táto medzibunková komunikácia, ak vôbec, ovplyvnila správanie hľadajúce odmenu. Na preskúmanie tohto aspektu vedci uskutočnili sériu experimentov na myšiach.
Ako mozoček ovplyvňuje hľadanie odmeny
V prvom experimente mohli hlodavce slobodne skúmať všetky štyri rohy miestnosti, ale keď dosiahli jeden konkrétny roh, vedci stimulovali cerebelárne neuróny hlodavcov pomocou optogenetiky.
Vedci predpokladali, že ak bude stimulácia príjemná, hlodavce budú pokračovať v hľadaní uspokojivého správania - to znamená, že sa opakovane vrátia do kúta, kde dostanú príjemnú stimuláciu.
Ako tím očakával, stimulované hlodavce sa rozhodli vrátiť do rovnakého kúta častejšie ako kontrolné myši.
Ďalej, aby sa potvrdilo, že stimulácia axónov cerebelárnych neurónov hrala úlohu v závislosti, vedci podmienili myši, aby dostali príjemnú stimuláciu týchto axónov v jasne osvetlenej oblasti.
Myši sa zvyčajne vyhýbajú jasným svetlám a majú tendenciu cítiť sa pohodlnejšie v tme, kde sa môžu vyhnúť predátorom. Ale v tomto poslednom experimente sa kvôli príjemnej stimulácii rozhodli ísť proti svojim obvyklým preferenciám.
"Napriek tomu, že sa myši bežne vyhýbajú svetlým oblastiam, teraz prednostne bežali smerom k svetlu, pretože práve tam si pamätali, ako dostali odmenu [...] To naznačuje, že mozoček hrá úlohu v návykovom správaní."
Kamran Khodakhah
Malý mozog je tiež kľúčom k sociálnemu správaniu
Ďalší experiment odhalil, že dráha medzi cerebelárnymi axónmi a VTA neurónmi hrá tiež úlohu v sociálnom správaní.
Vedci vložili myši do škatule s tromi komorami. Hlodavce mali možnosť komunikovať s predmetom, inou myšou alebo byť samy na prázdnom mieste.
Keď sa rozhodli pre sociálnu interakciu, bola najaktívnejšia dráha neurónov axóny – neuróny VTA. Keď však vedci použili optogenetiku na utíšenie tejto neurónovej dráhy, hlodavce sa rozhodli buď sami, alebo interagovať s neživým predmetom.
Výsledky vedcom naznačili, že dráha neurónov axóny – VTA neurónov môže byť u ľudí s ASD nefunkčná.
„Naše údaje podporujú úlohu malého mozgu pri spracovaní odmien a pri kontrole sociálneho správania,“ uzatvárajú autori.
„Navrhujeme, aby táto [...] cesta mohla aspoň čiastočne vysvetliť asociáciu medzi mozočkom a návykovým správaním a poskytne základ pre úlohu malého mozgu v iných motivovaných a sociálnych prejavoch.“
