https://frosthead.com

„Bravelele celulare” ale creierului încurajează comportamentul riscant

Mergi singur în pădure când, dintr-o dată, spionezi un lup. Vă sculați în spatele unui copac și priviți din spatele trunchiului. Chiar și de la distanță pe care jurați că puteți vedea incisivii animalului strălucind, dar este destul de departe încât nu pare să vă observe. Îl ignori pe lup și continuă drumul sau rămâi pus?

Conform noilor cercetări, reacția dvs. ar putea avea mai puțin de-a face cu analiza logică a situației și mai mult cu modul în care așa-numitele „celule de vitejie” din creierul dvs. se aprind ca răspuns la amenințare. Creierul nostru a fost pregătit încă din primele etape ale evoluției pentru a răspunde la riscuri pentru a ne păstra în siguranță, dar nu toate scenariile riscante sunt la fel de severe ca un lup flămând în pădure - și uneori mintea noastră ne inunda de reținere când nu există risc deloc.

Oamenii de știință de la Universitatea Uppsala din Suedia și Universitatea Federală din Rio Grande do Norte din Brazilia au identificat un fir al țesăturii cognitive care controlează anxietatea: interneuroni oriens lacunosum-moleculare sau celule OLM. Aceste celule ale creierului se activează pentru a ne informa că suntem în siguranță în situații riscante și ar putea oferi o nouă metodă pentru a combate efectele debilitante ale tulburărilor de anxietate.

Celulele OLM se găsesc în hipocamp, o bucată mică de țesut umflă în mijlocul creierului, care este mai cunoscut pentru rolul său de a comite memoria pe termen scurt cu cea lungă. Mai precis, celulele OLM trăiesc în hipocondrul ventral, care se ridică de-a lungul interiorului secțiunii cerebrale în formă de cal de mare. În timp ce hipocampul opus dorsal se aprinde în timpul funcțiilor cognitive spațiale, hipocampul ventral a fost legat de emoții, inclusiv anxietatea.

cal de mare Diagrama hipocampului în creierul uman. ( Anatomia corpului uman, Henry Gray)

„Doar în ultimii zece ani, oamenii de știință au început să aprecieze diferența dintre hipocampus ventral și dorsal”, spune Sanja Mikulovic, autorul principal al noului studiu în Nature Communications și un cercetător postdoctoral la Universitatea Uppsala. „Când am început să investigăm, am observat că în hipocondrul ventral apare o activitate diferită legată de procesarea emoțională a informațiilor.”

Cheia pentru separarea acestor două regiuni și funcțiile lor este măsurarea vibrațiilor lor. Creierul nostru produce valuri cu o serie de frecvențe care ne dictează gândurile și acțiunile. (Neurologii știu foarte multe despre cum se întâmplă aceste vibrații, structura și chimia lor, dar în mod semnificativ mai puțin despre motiv.) Undele de tip 1, care sunt cu frecvență mai mare, s-au dovedit că se încolăc prin hipocondrul dorsal atunci când un animal se mișcă și explorează. În schimb, undele de tip 2 cu frecvență inferioară apar în hipocondrul ventral în timpul situațiilor stresante, cum ar fi întâlnirea cu un prădător.

Deși ambele tipuri de unde theta sunt predominante în hipocamp, acestea ocupă circuite unice în secțiunile dorsale și ventrale. Imaginați-vă că încercați să vă găsiți drumul spre casă de la serviciu. În acel moment, Mikulovic spune, valurile de tip 1 se ridică prin hipocondrul dorsal pentru a trage o hartă spațială a traseului dvs. spre casă. Dar dacă vedeți un animal ciudat și amenințător care traversează drumul, valurile de tip 2 vor apărea simultan în hipocampul ventral. Pentru a decide dacă să continui sau să te întorci înapoi, cele două tipuri de activități theta interacționează între ele și influențează decizia ta.

Generația a două unde diferite de theta s-a crezut că a fost cauzată de un anumit neurotransmițător, acetilcolina, precum și de sensibilitatea acelei molecule la anestezice. Când cercetările au demontat această teorie, Mikulovic și colegii ei au început să se întrebe dacă vibrațiile diferite provin din celulele care produceau undele. Cercetătorii au decis să țintească celulele OLM, care au fost anterior legate de răspunsuri la anxietate.

Echipa a folosit o tehnică numită activare optogenetică, care declanșează neuroni sensibili la lumină folosind diferite fibre optice colorate inserate în creierul șoarecilor. Mikulovic și echipa sa au descoperit că activarea celulelor OLM a crescut generația de undă de tip 2 în hipocamp și inhibarea celulelor a scăzut o astfel de activitate. Se pare că celulele OLM făceau valuri în creier.

Cercetătorii au putut, de asemenea, să coreleze generația de tip 2 theta la un comportament crescut de asumare a riscurilor ca răspuns la situațiile care induc anxietate. Cercetătorii au așezat șoarecii într-o arenă circulară, cu o mulțime mirositoare de păr de pisică în centru. Șoarecii care au stimulat celulele lor OLM au fost mai predispuși să exploreze mai aproape de centru, în timp ce șoarecii care au inhibat celulele lor OLM au rămas temători la periferie.

Pisica si soarecele Când șoarecii au stimulat celulele lor OLM, s-au aventurat mai aproape de o mulțime de păr mirositor de pisici din centrul unui labirint circular. (Sanja Mikulovic și colab.)

Rezultatele sunt promițătoare, dar la fel ca în orice lucru din creier, există mai multe nuanțe de explorat. În alte studii, s-a dovedit că undele de tip 2 apar la animale de sex masculin în prezența subiecților de sex feminin, ceea ce indică faptul că undele theta 2 nu pot fi unice pentru anxietate.

„[Șoarecele] este neliniștit sau atras?” Se întreabă Mikulovic. „Nu excludem posibilitatea ca există mai multe subtipuri ale celor doi. Vrem să înțelegem cum se raportează theta 2 la comportamente diferite. ”

Ca și emoțiile în sine, creierul este complex și în mare măsură inefabil. Un singur moment face ca multe părți diferite ale creierului, fiecare cu propria funcție, să se activeze și să interacționeze. Înțelegerea a ceea ce contribuie fiecare parte ne poate ajuta să înțelegem modul în care percepem lumea și să ne controlăm mai eficient reacțiile la aceste percepții.

Conectarea celulelor OLM la undele theta 2 ajută la elucidarea modului în care hipocampul interacționează cu alte părți ale creierului pentru a genera un răspuns la anxietate. S-a dovedit că hipocampul ventral interacționează frecvent cu cortexul prefrontal și amigdala, care joacă roluri importante în luarea deciziilor. Amigdala simplă (metaforic numită „creierul șopârlelor) generează răspunsuri autonome de frică, în timp ce cortexul prefrontal funcțional cognitiv mai mare ajută la luarea deciziilor în fața stimulilor temători, inhibând amigdala atunci când este nevoie. Undele de tip 2 theta ajută probabil la sincronizarea hipocampului ventral cu aceste regiuni, obținându-le literalmente pe aceeași lungime de undă.

„Hipocampul comunică cu amândoi și apoi trimite anumite tipuri de informații care să ajute la luarea deciziei dacă îți este frică sau nu”, spune Joshua Gordon, directorul Institutului Național de Sănătate Mintală. „Am descoperit deja că în lume există un stimulent care provoacă anxietate, avem tendința să vedem creșteri ale capacității [theta 2] din hipocampus de a se sincroniza cu [theta 2] din celelalte structuri.”

Scanarea creierului Secțiuni coronale care prezintă distribuția celulelor OLM în hipocampul ventrocaudal, intermediar și, respectiv, dorsorostral. Dreptunghiurile verzi reprezintă poziția numărării celulelor în feliile respective. (Sanja Mikulovic și colab.)

Tulburările de anxietate au fost legate de o conexiune întreruptă între cortexul prefrontal și amigdala, iar acum că cercetătorii știu că celulele OLM produc valuri de tip 2, ar putea sculpta noi căi pentru tratarea anxietății. Ca toate celulele, celulele OLM au propriile seturi unice de receptori și sensibilități care ar putea fi manipulate pentru a crește undele theta 2 și pentru a potoli reacțiile de anxietate inhibitoare sau inadecvate. Potrivit lui Gordon, în prezent există două moduri principale de a trata anxietatea: medicamentele care leagă receptorii peste tot creierul și psihoterapia pentru a învăța cortexul prefrontal cum să restricționeze amigdala. O potențială a treia cale ar putea fi un medicament conceput pentru a viza receptorii din celulele OLM pentru a activa undele de tip 2 atunci când anxietatea se simte imposibil de gestionat.

Dar Gordon avertizează împotriva soluțiilor sloppy. Deocamdată, studiile au fost efectuate doar pe șoareci, astfel încât nu există nicio dovadă definitivă că rezultatele sunt direct aplicabile oamenilor. El subliniază, de asemenea, că cercetările arată că celulele OLM sunt sensibile la nicotină (ceea ce este deosebit de iluminător pentru cei dintre noi care produc fum pentru a face față anxietății), dar fumatul nu trebuie considerat o soluție pe termen lung pentru tratarea anxietății din cauza dependenței proprietăți și alte reacții adverse urâte.

„Dezvoltarea unei nicotine mai bune pentru anxietate nu ne va conduce pe căi noi”, râde Gordon. Dar începe să spunem cum am putea trata celulele OLM.

În motorul cognitiv mereu înfiorător al creierului, celulele OLM bine uleiate sunt capabile să stabilească când este sigur să pășească prin periculos și necunoscut. Dar chiar dacă creierul nostru urmărește aceleași planuri de bază, fiecare creier se comportă puțin diferit. Atunci când celulele OLM au greșit, creierul nostru poate intra în panică, chiar și atunci când amenințarea percepută este complet depășită. Identificând rolul fiecărui cog celular în mașină, oamenii de știință ar putea fi capabili să abordeze aceste sclipici și să-i ajute pe creierul nostru să meargă puțin mai bine.

„Bravelele celulare” ale creierului încurajează comportamentul riscant