- Yurii Mongol
- 0
- 2134
- 356
Kiedy pies Iwana Pawłowa usłyszał dzwonek, szczenię zaczęło ślinić się w oczekiwaniu na obiad. Kiedy szczury profesor Mary Torregrossa usłyszały podobny ton, zapragnęły kokainy. Przynajmniej część z nich tak zrobiła - zanim Torregrossa i jej koledzy przepisali swoje wspomnienia.
Torregrossa studiuje psychologię narkomanii i nawrotów na University of Pittsburgh School of Medicine (gdzie jest również profesorem nadzwyczajnym psychiatrii). W nowym badaniu opublikowanym 22 stycznia w czasopiśmie Cell Reports, Torregrossa i dwaj jej koledzy rozpoczęli eksperyment Pawłowia, w którym grupa szczurów laboratoryjnych przyszła, aby skojarzyć konkretną wskazówkę audiowizualną z nagłym wlewem kokainy..
W końcu samo zobaczenie lub usłyszenie wskazówki sprawiło, że szczury pragnęły więcej kokainy - aż naukowcy „wymazali” to powiązanie z mózgów szczurów za pomocą techniki stymulacji nerwowej zwanej optogenetyką. Nagle szczury wystawione na tę samą wskazówkę audiowizualną, która kiedyś rozjaśniła ich mózg z oczekiwaniem, nie okazały w ogóle zainteresowania tą wskazówką. [10 największych tajemnic umysłu]
„To było tak, jakby nigdy nie widzieli kokainy” - powiedział Torregrossa. „To ekscytujące, ponieważ istnieje możliwość, że w przyszłości mogą istnieć technologie stymulacji neuronalnej, które mogą zmniejszyć głód motywowany wskazówkami i nawroty u ludzi”.
Wieczne słońce umysłu gryzonia
W nowym badaniu szczury Torregrossa zostały umieszczone jeden po drugim w specjalnej klatce z dźwignią połączoną z pompą. Kiedy szczur nacisnął dźwignię, pompa podała mu małą dożylną dawkę kokainy. Za każdym razem, gdy to się stało, jasne światło nad dźwignią świeciło się na 10 sekund, podczas gdy w klatce grał monotonny dźwięk dzwonienia.
Torregrossa powiedział, że po tym, jak szczur powtórzył ten rytuał wiele razy, połączenie światła i hałasu stało się „wskazówką”, że nadchodzi przypływ kokainy - coś w rodzaju słynnego psiego dzwonka Pawłowa, ale nastawionego na samoleczenie gryzonie.
Ilekroć szczury były wystawiane na ten sygnał świetlny / dźwiękowy w kolejnych próbach, ich mózgi wykazywały to, co Torregrossa nazywał „reakcją na pragnienie” lub „nawrót” na bodziec, a szczury nadal naciskały dźwignię „w naprawdę wysokim tempie”, nawet kiedy dźwignia nie dawała im już kokainy.
Używając maleńkich elektrod umieszczonych w mózgu każdego gryzonia, naukowcy zauważyli, że ta reakcja głodu była związana ze zwiększoną aktywnością ciała migdałowatego szczura - ośrodka przetwarzania emocji odpowiedzialnego zarówno za strach, jak i przyjemność. (Ta grupa neuronów w kształcie migdała była wcześniej powiązana z głodem u ludzi).
„Następnie chcieliśmy sprawdzić, czy możemy sztucznie zmniejszyć ten apetyt, stymulując drogę do ciała migdałowatego” - powiedział Torregrossa.
W tym celu naukowcy wykorzystali technikę zwaną optogenetyką - sposób wprowadzania białek wrażliwych na światło do mózgu zwierzęcia, a następnie wystawiania ich na działanie kolorowych wiązek światła, aby skutecznie włączać i wyłączać komórki w dowolnym momencie. [Obrazy 3D: Odkrywanie ludzkiego mózgu]
We wcześniejszych badaniach naukowcy z powodzeniem wykorzystali tę technikę, aby powstrzymać myszy przed napadami padaczkowymi lub wywołać u nich pragnienie na polecenie. Torregrossa i jej zespół chcieli go użyć, aby wyłączyć apetyt wywoływany przez ich szczury. Dlatego wstrzyknęli swoim szczurom specjalny wirus przenoszący wrażliwe na światło białka, które założyły sklep na skrzyżowaniu komórkowym, gdzie informacje sensoryczne (takie jak dźwięk i światło) docierają do ciała migdałowatego.
Kąpiąc te komórki w niebieskim świetle lasera LED, naukowcy mogli kontrolować przepływ informacji do ośrodków przetwarzania emocji u szczurów. W tym przypadku oznaczało to osłabienie znaczenia sygnału narkotykowego, gdy wchodził do ciała migdałowatego. Rzeczywiście, kiedy połączyli tę stymulację światłem niebieskim ze znanymi szczurami wskazówkami dotyczącymi narkotyków z Pawłowa, naukowcy odkryli, że w zasadzie mogą oszukać gryzonie, aby zapomnieli, że połączenie dźwięku i światła ma coś wspólnego z przyjemnością płynącą z kokainowego haju. Nagle byli znacznie mniej zainteresowani uderzeniem w dźwignię kokainy w swoich klatkach.
„Już po 15 minutach tej stymulacji światłem niebieskim, nawrotowe zachowanie szczurów zostało znacznie zmniejszone” - powiedział Torregrossa. „To tak, jakbyśmy wymazali ich wspomnienia, więc nie reagowali już na tę wskazówkę”.
Pytania „bardzo futurystyczne”
Chociaż ta pozorna technika wymazywania pamięci jest fascynującym odkryciem, Torregrossa zauważył, że może to być tymczasowe rozwiązanie znacznie bardziej skomplikowanej zagadki, w jaki sposób uzależnienie zmienia mózg. Jest na przykład możliwe, że gdyby nowo zrehabilitowanym szczurom ponownie podano kokainę w obecności tej znanej wskazówki audiowizualnej, ich pragnienie i impulsy nawrotu „powróciłyby za jednym zamachem”, tak jak wcześniej.
Mimo to sukces zespołu stwarza interesujące możliwości w przyszłości monitorowania i leczenia uzależnień, a być może nawet zaburzeń mózgu u ludzi. Torregrossa powiedziała, że zaczęła rozmawiać ze swoimi kolegami z wydziału inżynierii neuronalnej Uniwersytetu w Pittsburghu na temat żywotności implantów neuronowych, które mogłyby monitorować neurony ciała migdałowatego danej osoby, a następnie być aktywowane w celu stłumienia reakcji głodu lub nawrotu.
To wszystko jest jednak „bardzo futurystyczne”, powiedział Torregrossa, i - jeśli takie leczenie jest możliwe u ludzi - jest również pogrążone w kwestiach etycznych. Jeśli pstryknięcie przełącznika może „wymazać” pamięć o wyzwalaczu nawrotu narkotyku, co jeszcze może wymazać? Czy dobre wspomnienia mogły zostać złapane w krzyżowy ogień? Czy można wymazać całe osoby, miejsca lub doświadczenia w pełnym wydaniu „Eternal Sunshine of The Spotless Mind”?
„Jak możemy wpływać tylko na złe wspomnienia, których nie chcemy wywołać nawrotu - i zostawić wszystko inne w spokoju?” - zapytał Torregrossa. „Jak daleko posuwamy się tą drogą, wpływając na myśli danej osoby?”
- Dlaczego zapominamy: 7 dziwnych faktów na temat pamięci
- 7 sposobów, w jakie marihuana może wpływać na mózg
- 10 rzeczy, których nie wiedziałeś o mózgu
Pierwotnie opublikowano w dniu .