Pagrindinė smegenų sritis vaidina lemiamą vaidmenį priklausomybėje
Nauji tyrimai rodo, kad smegenėlės, didelė žmogaus smegenų dalis, kuri, mokslininkų manymu, pirmiausia buvo susijusi su motorine kontrole, gali vaidinti pagrindinį vaidmenį siekiant atlygio ir socialinio elgesio. Išvados gali padėti informuoti apie būsimas terapijas gydant priklausomybę.
Naujausi tyrimai užsiminė apie tai, kad be judėjimo smegenų smegenėlės taip pat gali padėti kontroliuoti kognityvines funkcijas, tokias kaip kalba, mokymasis ir dėmesys.
Dabar mokslininkai iš Alberto Einšteino medicinos koledžo Bronkso mieste (NY) teigia, kad ši sritis taip pat galėtų reguliuoti atlygio apdorojimą ir priklausomybę.
Naujam tyrimui vadovavo mokslų daktaras Kamranas Khodakhahas, kuris yra Einšteino Dominikos P. Purpura neuromokslų katedros profesorius ir pirmininkas. Mokslininkai tyrimą atliko su pelėmis.
Prof. Khodakhah ir jo komanda paskelbė savo rezultatus žurnale Mokslas. Pirmieji šio straipsnio autoriai yra „Einstein“ doktorantė Ilaria Carta ir daktaras Christopheris Chenas.
Kodėl reikia tirti smegenėles?
Profesorius Khodakhah ir jo kolegos paskatino savo mokslinius tyrimus atlikti naujausiais tyrimais, kuriuose buvo užsimenama apie smegenėlių vaidmenį priklausomybėje ir socialinėje sąveikoje.
Pavyzdžiui, kai kurie tyrimai parodė, kad smegenėlės tinkamai neveikia priklausomybę sukeliančio elgesio, autizmo spektro sutrikimo (ASD), kognityvinio afektinio sindromo ir šizofrenijos žmonėms.
Kiti MRT tyrimai parodė, kad žmonių, gyvenančių priklausomybe, smegenėlės yra hiperaktyvios, reaguodamos į stimulus, su kuriais susijęs jų priklausomybė, pavyzdžiui, švirkšto atvaizdą.
„Nuomonė, kad smegenėlės padarė daug daugiau nei kontroliuojant judesį, buvo labai skeptiškai nusiteikusios, - aiškina vyresnysis tyrimo autorius, - ir niekas neturėjo jokių realių užuominų, kaip smegenėlės gali paveikti dopamino išsiskyrimą.
Mokslininkai dopaminą pavadino neurotransmiteriu „seksas, narkotikai ir rokenrolas“ dėl pagrindinio vaidmens siekiant atlygio. Kai žmonės - arba primatai - gauna malonų atlygį, nesvarbu, ar tai būtų mokymosi pabaigoje, ar rekreaciniais tikslais, jų kūnas išskiria hormoną.
Kita smegenų sritis, kurią mokslininkai įtraukė į atlygio apdorojimą, yra vadinamoji ventralinė tegmentalinė sritis (VTA). Taigi, atliekant šį tyrimą, mokslininkai iškėlė hipotezę, kad smegenėlių neuronai kažkaip susisieks su VTA neuronais, kurie yra atsakingi už dopamino išsiskyrimą.
Šviesos naudojimas pelių neuronams tirti
Mokslininkai, norėdami patikrinti savo hipotezę, naudojo optogenetiką. Optogenetika yra technika, kurios metu mokslininkai genetiškai modifikuoja neuronus, kad jie reaguotų į šviesą.
Genetiškai sukeldami šviesai jautrumą, mokslininkai galėjo selektyviai suaktyvinti smegenėlių neuronų aksonus. Tai darydami jie norėjo sužinoti, kaip tai paveiks VTA neuronus.
Trečdalis VTA neuronų iššovė atsakydami į aksonų stimuliaciją, įrodydami, kad smegenėlės neuronai bendrauja su VTA esančiaisiais.
Be to, mokslininkai norėjo sužinoti, kaip šis tarpneuroninis bendravimas paveikė atlygio siekiančią elgseną. Norėdami išnagrinėti šį aspektą, mokslininkai atliko daug eksperimentų su pelėmis.
Kaip smegenėlės paveikia atlygio siekimą
Pirmojo eksperimento metu graužikai galėjo laisvai tyrinėti visus keturis kambario kampus, tačiau pasiekę vieną konkretų kampą, mokslininkai naudojo optogenetiką graužikų smegenėlių neuronams.
Mokslininkai iškėlė hipotezę, kad jei stimuliacija būtų maloni, graužikai ir toliau ieškotų naudingo elgesio - tai yra, jie pakartotinai grįš į kampą, kur gavo malonią stimuliaciją.
Kaip komanda tikėjosi, stimuliuojami graužikai nusprendė grįžti į tą patį kampą dažniau nei kontrolinės pelės.
Be to, norėdami patvirtinti, kad smegenėlių neuronų aksonų stimuliavimas vaidino svarbų vaidmenį priklausomybėje, mokslininkai sąlygojo pelėms malonų šių aksonų stimuliavimą ryškiai apšviestoje vietoje.
Paprastai pelės vengia ryškių šviesų ir yra linkusios jaustis patogiau tamsoje, kur gali išvengti plėšrūnų. Tačiau atlikdami šį paskutinį eksperimentą, jie norėjo pasimėgauti įprasta pirmenybe dėl malonios stimuliacijos.
"Nors pelės paprastai vengia ryškių zonų, dabar jos pirmiausia bėgo link šviesos, nes ten jie prisiminė gaudami atlygį […] Tai rodo, kad smegenėlės vaidina priklausomybę sukeliantį elgesį."
Prof. Kamran Khodakhah
Smegenėlės taip pat yra socialinio elgesio raktas
Kitas eksperimentas atskleidė, kad kelias tarp smegenėlių aksonų ir VTA neuronų taip pat vaidina svarbų vaidmenį socialiniame elgesyje.
Tyrėjai įdėjo peles į dėžę su trimis kameromis. Graužikai turėjo galimybę bendrauti su daiktu, kita pele ar pabūti vieni tuščioje vietoje.
Kai jie nusprendė bendrauti socialiai, smegenėlių aksonų – VTA neuronų kelias buvo aktyviausias. Tačiau kai mokslininkai naudojo optogenetiką, kad nutildytų šį neuronų kelią, graužikai pasirinko būti vieni arba bendrauti su negyvu objektu.
Rezultatai mokslininkams pasiūlė, kad smegenėlių aksonų – VTA neuronų kelias ASD sergantiems žmonėms gali būti neveikiantis.
"Mūsų duomenys patvirtina smegenėlių vaidmenį apdorojant atlygį ir kontroliuojant socialinį elgesį", - daro išvadą autoriai.
„Mes siūlome, kad šis […] kelias bent iš dalies galėtų paaiškinti ryšį tarp smegenėlių ir priklausomybę sukeliančio elgesio ir suteikti pagrindą smegenėlių vaidmeniui kitu motyvuotu ir socialiniu elgesiu“.
