Ključno područje mozga igra presudnu ulogu u ovisnosti
Novo istraživanje otkriva da je mali mozak, veliki dio ljudskog mozga za koji su znanstvenici mislili da je prvenstveno uključen u kontrolu motora, mogao igrati ključnu ulogu u ponašanju u potrazi za nagradama i socijalnom ponašanju. Nalazi mogu pomoći u informiranju budućih terapija za liječenje ovisnosti.
Nedavna istraživanja nagovijestila su činjenicu da, osim pokreta, mozak mozga može pomoći i u kontroli kognitivnih funkcija, poput jezika, učenja i pažnje.
Sada znanstvenici s Medicinskog fakulteta Albert Einstein u Bronxu, NY, sugeriraju da bi ovo područje moglo regulirati obradu nagrada i ovisnost.
Kamran Khodakhah, dr. Sc., Koji je profesor i predsjedatelj Odjela za neuroznanost Dominick P. Purpura u Einsteinu, vodio je novo istraživanje. Znanstvenici su studiju proveli na miševima.
Profesor Khodakhah i njegov tim objavili su svoje rezultate u časopisu Znanost. Ilaria Carta, doktorska istraživačica na Einsteinu, i Christopher Chen, doktor znanosti, prvi su autori rada.
Zašto proučavati mali mozak?
Profesor Khodakhah i njegove kolege potaknuti su u svom istraživačkom nastojanju novijim istraživanjima koja su nagovijestila ulogu malog mozga u ovisnosti i socijalnoj interakciji.
Na primjer, neka su istraživanja otkrila da mali mozak ne funkcionira pravilno kod osoba s ovisničkim ponašanjem, poremećajem iz autističnog spektra (ASD), kognitivnim afektivnim sindromom i shizofrenijom.
Druga su istraživanja magnetskom rezonancom pokazala da je mali mozak ljudi koji žive s ovisnošću hiperaktivan kao odgovor na podražaje na koje se njihova ovisnost odnosi, poput slike šprice.
"Ideja da je mali mozak učinio mnogo više od kontrole kretanja naišla je na puno skepticizma", objašnjava stariji autor studije, "i nitko nije imao stvarne naznake o tome kako bi mali mozak mogao utjecati na oslobađanje dopamina."
Znanstvenici su dopamin prozvali neurotransmiterom "seks, droga i rock'n'roll" zbog njegove ključne uloge u ponašanju u potrazi za nagradom. Kad ljudi - ili primati - dobiju ugodnu nagradu, bilo na kraju procesa učenja ili u rekreacijske svrhe, njihovo tijelo oslobađa hormon.
Još jedno područje mozga koje su znanstvenici uključili u obradu nagrada je takozvano ventralno tegmentalno područje (VTA). Dakle, u trenutnoj studiji znanstvenici su pretpostavili da će neuroni u malom mozgu nekako komunicirati s VTA neuronima koji su odgovorni za oslobađanje dopamina.
Korištenje svjetlosti za proučavanje neurona na miševima
Znanstvenici su koristili optogenetiku kako bi provjerili svoju hipotezu. Optogenetika je tehnika u kojoj znanstvenici genetski modificiraju neurone tako da reagiraju na svjetlost.
Genetskom indukcijom fotosenzibilnosti, istraživači bi mogli selektivno aktivirati aksone neurona u malom mozgu. Čineći to, željeli su vidjeti kako će utjecati na neurone u VTA.
Trećina VTA neurona pucala je kao odgovor na stimulaciju aksona, dokazujući da neuroni u malom mozgu komuniciraju s onima u VTA.
Dalje, znanstvenici su željeli vidjeti kako je, ako uopće, ova interneuronska komunikacija utjecala na ponašanje koje traži nagradu. Da bi ispitali ovaj aspekt, istraživači su proveli niz eksperimenata na miševima.
Kako mali mozak utječe na traženje nagrade
U prvom pokusu glodavci su mogli slobodno istražiti sva četiri ugla sobe, ali kad su stigli do jednog određenog kuta, istraživači su stimulirali cerebelarne neurone glodavaca pomoću optogenetike.
Znanstvenici su pretpostavili da bi glodavci, ako bi stimulacija bila ugodna, nastavili tražiti korisno ponašanje - to jest, opetovano bi se vraćali u kut gdje su dobivali ugodnu stimulaciju.
Kao što je tim očekivao, stimulirani glodavci odlučili su se češće vraćati u taj isti kut od kontrolnih miševa.
Dalje, kako bi potvrdili da stimuliranje aksona cerebelarnih neurona igra ulogu u ovisnosti, istraživači su uvjetovali miševe da dobiju ugodnu stimulaciju tih aksona na jako osvijetljenom području.
Miševi obično izbjegavaju jako svjetlo i teže se osjećaju ugodnije u mraku, gdje mogu izbjeći grabežljivce. Ali u ovom posljednjem eksperimentu, odlučili su se suprotstaviti svojim uobičajenim preferencijama, radi ugodne stimulacije.
"Iako se miševi obično klone svijetlih područja, sada su preferencijalno trčali prema svjetlosti, jer su se tu sjetili dobiti nagradu [...] To sugerira da mali mozak igra ulogu u ovisničkim ponašanjima."
Prof. Kamran Khodakhah
Mali mozak je također ključan za socijalno ponašanje
Drugi je eksperiment otkrio da put između aksena malog mozga i VTA neurona također igra ulogu u socijalnom ponašanju.
Istraživači su stavili miševe u kutiju s tri komore. Glodavci su imali mogućnost interakcije s objektom, drugim mišem ili usamljenosti na praznom mjestu.
Kada su odlučili socijalno komunicirati, mozak cerebralnih aksona – VTA neuroni bio je najaktivniji. Međutim, kada su se znanstvenici optogenetikom utišali na ovaj neuronski put, glodavci su odlučili biti sami ili u interakciji s neživim objektom.
Rezultati su sugerirali istraživačima da moždani put aksona malog mozga – VTA neurona može biti nefunkcionalan kod osoba s ASD-om.
"Naši podaci podržavaju ulogu malog mozga u obradi nagrada i kontroli društvenog ponašanja", zaključuju autori.
"Predlažemo da ovaj [...] put može objasniti, barem djelomično, povezanost između malog mozga i ovisničkih ponašanja, te pruža osnovu za ulogu malog mozga u drugim motiviranim i socijalnim ponašanjima."
