211service.com
Wyłącznik na niepokój
Pstryknięciem precyzyjnie umieszczonego włącznika światła myszy można skłonić do kulenia się w kącie ze strachu lub odważnego eksplorowania otoczenia. Badanie podkreśla moc technologii optogenetycznej – która pozwala neuronaukowcy kontrolować genetycznie zmodyfikowane neurony za pomocą światła – w celu zbadania funkcji złożonego okablowania neuronowego i kontrolowania zachowania.
Sterowanie oświetleniem: Naukowcy używają światłowodów do kontrolowania genetycznie zmodyfikowanych neuronów w mózgach zwierząt (jak pokazano tutaj).
W badaniu, Karl Deisseroth a współpracownicy ze Stanford University zidentyfikowali specyficzny obwód w ciele migdałowatym, części mózgu, która ma kluczowe znaczenie dla strachu, agresji i innych podstawowych emocji, która wydaje się regulować lęk u gryzoni. Mają nadzieję, że odkrycia opublikowane dzisiaj w czasopiśmie Natura rzuci światło na biologiczne podstawy zaburzeń lękowych u ludzi i wskaże nowe cele leczenia.
Chcemy skonceptualizować chorobę psychiatryczną jako rzeczywiste jednostki fizyczne z fizycznymi substratami, mówi Deisseroth. Podobnie jak ludzie z astmą mają reaktywne drogi oddechowe, osoby z zaburzeniami lękowymi mogą mieć niedoczynną projekcję w ciele migdałowatym.
Naukowcy zaprojektowali myszy tak, aby ekspresjonowały światłoczułe białka w określonych komórkach ciała migdałowatego, które wysyłają przewody nerwowe, zwane aksonami, do różnych podstruktur. Korzystając ze specjalnie zaprojektowanego kabla światłowodowego wszczepionego w mózg zwierzęcia, naukowcy odkryli, że skierowanie światła na aktywację jednego konkretnego obwodu miało natychmiastowy i silny wpływ na zachowanie zwierzęcia.
Nigdy nie widziałam czegoś takiego, mówi Kay Tye, badaczka z tytułem doktora w laboratorium Deisserotha i główna autorka badania. Myszy z natury boją się eksplorować otwarte przestrzenie, wyjaśnia. W normalnych warunkach zwierzę wystawi nos, a następnie ucieknie w róg, mówi Tye. Ale kiedy włączysz światło, zwierzę zaczyna eksplorować platformę bez widocznych oznak niepokoju. Potem wyłączasz światło, a ono ucieka z powrotem do kąta.
Naukowcy mogli wywołać odwrotny efekt za pomocą światłoczułego białka, które wycisza komórki zamiast je aktywować.
Oświetlanie ciał komórek, które z kolei aktywuje aksony w wielu obwodach, nie miało wpływu na zachowanie zwierząt, podkreślając, jak ważne jest, aby móc celować w poszczególne obwody w mózgu.
Nasza wiedza na temat bardziej precyzyjnych obwodów w ciele migdałowatym dopiero teraz zaczyna się rozwijać, mówi Kerry Ressler , neurolog z Emory University, który nie był zaangażowany w badanie. Optogenetyka, w ramach której naukowcy mogą aktywować określone populacje komórek, a nawet ich części, jest potężnym podejściem do analizy, w jaki sposób ciało migdałowate moduluje strach i niepokój.
Ki Ann Goosens , neurolog z MIT, który nie był zaangażowany w badanie, twierdzi, że badanie może pomóc wyjaśnić indywidualne różnice w wyjściowych poziomach lęku. Odkrycia mówią nam, że ten obwód przyczynia się do indywidualnego ustawienia poziomu lęku, mówi.
Może chodzić o to, że niektóre główne źródła dysfunkcji w zaburzeniach psychiatrycznych leżą w przepływie informacji między różnymi regionami mózgu, mówi Deisseroth. To jest coś, do czego doskonale nadaje się optogenetyka.
Naukowcy mają nadzieję, że odkrycie ostatecznie umożliwi opracowanie nowych metod leczenia zaburzeń lękowych, wolnych od skutków ubocznych istniejących leków. Benzodiazepiny, takie jak valium, działają uspokajająco i niosą ze sobą ryzyko uzależnienia. Myszy, którym podawano benzodiazepeny, stają się mniej bojaźliwe i bardziej eksploracyjne, ale lek wpływa również na ich ruchy, czyniąc je ospałymi, mówi Tye. Aktywacja obwodu światłem nie wydaje się powodować tego problemu. Te zwierzęta węszą, pielęgnują, robią wszystko normalnie, mówi.
Aby wytworzyć bardziej selektywne leki przeciwlękowe, naukowcy musieliby celować tylko w podzbiór komórek tworzących ten obwód, co może okazać się trudne do wykonania chemicznie. Ale Deisseroth pracuje już nad innym podejściem, wykorzystując nieinwazyjną metodę stymulacji mózgu zwaną przezczaszkową stymulacją magnetyczną (TMS). Technologia wykorzystuje pola magnetyczne do aktywacji neuronów na powierzchni mózgu i została zatwierdzona przez Food and Drug Administration do leczenia depresji. Łącząc TMS i funkcjonalne obrazowanie mózgu, Deisseroth bada teraz, czy możliwe jest nieinwazyjne stymulowanie określonych obwodów w ludzkim mózgu. Jego pierwsze badanie, które właśnie się rozpoczęło, skupi się na obwodzie, który jego zespół wcześniej łączył z chorobą Parkinsona.
Tye pracuje nad lepszym zrozumieniem roli, jaką obwód zidentyfikowany w bieżącym badaniu odgrywa w strachu, a nie w lęku. Podczas gdy te dwa terminy są zwykle wymienne w codziennym użyciu, neuronaukowcy definiują strach jako reakcję na konkretną rzecz — na przykład głośny dźwięk lub nadjeżdżający ruch uliczny. Z drugiej strony niepokój jest chronicznym, uogólnionym strachem. Strach może być ważny dla przetrwania, ale zaburzenia lękowe są nieprzystosowane, mówi Tye.