Ključno področje možganov igra odločilno vlogo pri zasvojenosti
Nove raziskave so pokazale, da ima lahko mali možgan, velik del človeških možganov, za katerega so znanstveniki menili, da je v prvi vrsti vključen v nadzor motorja, ključno vlogo pri iskanju nagrad in družbenem vedenju. Ugotovitve lahko pomagajo pri informiranju o prihodnjih terapijah za zdravljenje odvisnosti.
Nedavne raziskave so namignile na dejstvo, da lahko možgani poleg gibanja pomagajo tudi pri nadzoru kognitivnih funkcij, kot so jezik, učenje in pozornost.
Zdaj znanstveniki z Medicinske fakultete Albert Einstein v Bronxu v New Yorku predlagajo, da bi to področje lahko urejalo tudi obdelavo nagrad in zasvojenost.
Kamran Khodakhah, profesor, predstojnik Oddelka za nevroznanost Dominick P. Purpura v Einsteinu, je vodil novo študijo. Znanstveniki so študijo izvedli na miših.
Profesor Khodakhah in njegova ekipa so rezultate objavili v reviji Znanost. Ilaria Carta, doktorska raziskovalka pri Einsteinu, in dr. Christopher Chen sta prva avtorja prispevka.
Zakaj preučevati mali možgani?
Profesorja Khodakhaha in njegove sodelavce so v svojih raziskovalnih prizadevanjih spodbudile novejše študije, ki so namigovale na vlogo malega mozga pri zasvojenosti in družbeni interakciji.
Nekatere študije so na primer pokazale, da mali možgani ne delujejo pravilno pri ljudeh z zasvojenostjo, motnjo spektra avtizma (ASD), kognitivnim afektivnim sindromom in shizofrenijo.
Druge študije z magnetno resonanco so pokazale, da je mali možgani ljudi, ki živijo z odvisnostjo, hiperaktivni kot odziv na dražljaje, na katere je odvisna, na primer podoba brizge.
"Stališče, da je mali možgan naredil veliko več kot nadzor gibanja, je naletelo na veliko dvomov," pojasnjuje starejši avtor študije, "in nihče ni imel nobenih resničnih namigov o tem, kako bi lahko mali možgani vplivali na sproščanje dopamina."
Znanstveniki so dopamin poimenovali nevrotransmiter "seks, droge in rock'n'roll" zaradi njegove ključne vloge pri vedenju, ki išče nagrade. Ko ljudje - ali primati - prejmejo prijetno nagrado, najsi bo to na koncu učnega procesa ali v rekreacijske namene, njihovo telo sprosti hormon.
Drugo možgansko področje, ki so ga znanstveniki vključili v obdelavo nagrad, je tako imenovano ventralno tegmentalno območje (VTA). V tej študiji so znanstveniki domnevali, da bi nevroni v malih možganih nekako komunicirali z nevroni VTA, ki so odgovorni za sproščanje dopamina.
Uporaba svetlobe za preučevanje nevronov pri miših
Znanstveniki so z optogenetiko preizkusili svojo hipotezo. Optogenetika je tehnika, pri kateri znanstveniki gensko spreminjajo nevrone, tako da se odzivajo na svetlobo.
Z genetskim induciranjem fotosenzibilnosti bi lahko raziskovalci selektivno aktivirali aksone nevronov v malih možganih. S tem so želeli videti, kako bodo prizadeti nevroni v VTA.
Tretjina nevronov VTA je sprožila kot odziv na stimulacijo aksonov, kar dokazuje, da nevroni v malih možganih komunicirajo s tistimi v VTA.
Nato so znanstveniki želeli ugotoviti, kako je ta medvronska komunikacija, če sploh, vplivala na vedenje, ki išče nagrado. Da bi preučili ta vidik, so raziskovalci izvedli vrsto poskusov na miših.
Kako mali možgani vplivajo na iskanje nagrade
V prvem poskusu so glodalci lahko prosto raziskovali vse štiri vogale sobe, ko pa so prišli do določenega kota, so raziskovalci s pomočjo optogenetike stimulirali možganske nevrone glodalcev.
Znanstveniki so domnevali, da bi glodavci, če bi bila stimulacija prijetna, še naprej iskali koristno vedenje - to pomeni, da bi se večkrat vrnili v kot, kjer so prejeli prijetno stimulacijo.
Kot je ekipa pričakovala, so se stimulirani glodalci odločili, da se bodo v isti kot pogosteje vračali kot kontrolne miši.
Nato so raziskovalci, da bi potrdili, da je spodbujanje aksonov cerebelarnih nevronov igralo vlogo pri zasvojenosti, razširili miši, da so prejeli prijetno stimulacijo teh aksonov na močno osvetljenem območju.
Običajno se miši izogibajo močnim lučem in se v temi počutijo bolj udobno, kjer se lahko izognejo plenilcem. Toda v tem zadnjem eksperimentu so se zaradi prijetne stimulacije odločili, da bodo kršili svoje običajne želje.
"Čeprav se miši običajno izogibajo svetlih območij, zdaj prednostno tečejo proti svetlobi, saj so se tam spomnili, da so prejeli nagrado […] To kaže na to, da ima mali možgani vlogo pri odvisniškem vedenju."
Prof. Kamran Khodakhah
Mali možgani so ključni tudi za družbeno vedenje
Drug eksperiment je razkril, da ima pot med cerebelarnimi aksoni in nevroni VTA tudi vlogo pri socialnem vedenju.
Raziskovalci so miši postavili v škatlo s tremi komorami. Glodalci so imeli možnost interakcije s predmetom, drugo miško ali pa so bili sami na praznem območju.
Ko so se odločili za socialno interakcijo, je bila pot možganskih aksonov – VTA nevronov najbolj aktivna. Ko pa so znanstveniki uporabili optogenetiko za utišanje te nevronske poti, so se glodalci odločili, da bodo sami ali da bodo komunicirali z neživim predmetom.
Rezultati so raziskovalcem nakazali, da pot malih možganov med aksoni in VTA pri osebah z ASD morda ne deluje.
"Naši podatki podpirajo vlogo malih možganov pri obdelavi nagrad in nadzoru družbenega vedenja," zaključujejo avtorji.
"Predlagamo, da ta [...] pot lahko vsaj deloma pojasni povezavo med malim možganom in odvisniškim vedenjem ter predstavlja osnovo za vlogo malih možganov pri drugih motiviranih in družbenih vedenjih."
