W niedawnych badaniach na myszach naukowcy pokazali, w jaki sposób mózg uczy się tłumić instynktowne reakcje na postrzegane zagrożenia, które z czasem okazują się nieszkodliwe. Badania mogą utorować drogę ku nowym terapiom leczenia zespołu stresu pourazowego czy zaburzeń lękowych.
Za badaniami stoją naukowcy z Sainsbury Wellcome Centre na University College London. W swoich niedawnych pracach zidentyfikowali dokładne mechanizmy mózgowe, które pozwalają zwierzętom przezwyciężać instynktowne lęki. Prace te mogą w przyszłości doprowadzić do opracowania nowych terapii zaburzeń związanych ze strachem, takich jak fobie, lęki i zespół stresu pourazowego (PTSD).
Rezultaty oraz opis badań ukazał się na łamach pisma „Science” (DOI: 10.1126/science.adr2247).
Reakcja na zagrożenie
Zespół badawczy pod przewodnictwem dr Sary Mederos i profesor Sonji Hofer zaznaczył w publikacji, iż człowiek rodzi się z „wbudowaną” odpowiedzią na zagrożenie i reaguje strachem na chociażby głośne dźwięki czy gwałtownie zbliżające się obiekty. – Możemy jednak przezwyciężyć te instynktowne reakcje dzięki doświadczeniu, tak jak dzieci uczą się cieszyć fajerwerkami, zamiast bać się ich głośnych huków. Chcieliśmy zrozumieć mechanizmy mózgowe leżące u podstaw takich form uczenia się – wyjaśniła Mederos.
W swoich badaniach zespół wykorzystał myszy. W laboratorium zasymulowali zagrożenie ze strony ptaka drapieżnego poprzez rzucanie rozszerzającego się cienia na habitat z gryzoniami. Początkowo myszy szukały schronienia, gdy tylko dostrzegły zagrożenie. Aby nauczyć myszy, iż ten zbliżający się bodziec nie jest niebezpieczny, dodano bariery, które uniemożliwiały zwierzętom ukrycie się. Myszy w obliczu zagrożenia próbowały się schować, ale nie było gdzie. Mimo to nie zostały zjedzone. To pokazało gryzoniom, iż zagrożenie okazało się nieszkodliwe i myszy nauczyły się zachowywać spokój zamiast uciekać. To z kolei dało naukowcom model do badania tłumienia reakcji strachu.
Na podstawie wcześniejszych prac naukowcy wiedzieli, iż obszar mózgu zwany ciałem kolankowatym bocznym może tłumić reakcje na strach, gdy jest aktywny. Obszar ten jest częścią drogi wzrokowej, dlatego naukowcy sprawdzili, czy ta ścieżka neuronalna odgrywa rolę w mechanizmach związanych z uczeniem się ignorowania zagrożenia wizualnego.
Tłumienie strachu
W eksperymentach naukowcy wykorzystali technikę znaną jako optogenetyka, dzięki której można kontrolować poszczególne neurony w mózgu dzięki impulsów światła. Myszy wcześnie zostały uwrażliwione na działanie światła o określonej długości fali poprzez manipulacje genetyczne, a konkretnie poprzez wprowadzenie sekwencji genu kodującego światłoczułe białko.
Naukowcy ustalili, iż dwa obszary mózgu współpracują, gdy myszy uczą się przezwyciężać instynkt ucieczki przed potencjalnym zagrożeniem, ale tylko jeden z tych obszarów jest zaangażowany w późniejsze przypominanie sobie wyuczonego zachowania. Określone obszary kory wzrokowej okazały się niezbędne do procesu uczenia się, a ciało kolankowate boczne okazało się przechować te wspomnienia.
Gdy wyszkolonym już w tłumieniu strachu myszom badacze wyciszyli ciało kolankowate boczne, ta zaczęły ponownie bać się groźnych cieni. Badacze wskazują, iż to dość nieoczekiwane, bo ten obszar mózgu nie jest uważany za zdolny do plastyczności lub zmiany.
– Nasze wyniki podważają tradycyjne poglądy na temat uczenia się i pamięci. Podczas gdy kora mózgowa od dawna jest uważana za główne centrum mózgu odpowiedzialne za uczenie się, pamięć i elastyczność behawioralną, nasze badania pokazały, iż ciało kolankowate boczne, a nie kora wzrokowa, faktycznie przechowuje te najważniejsze wspomnienia. Ta ścieżka neuronalna może zapewnić połączenie między procesami poznawczymi kory nowej a „zaprogramowanymi” zachowaniami pośredniczonymi przez pień mózgu, umożliwiając zwierzętom adaptację zachowań instynktownych – przyznała Hofer.
– Nasze odkrycia mogą pomóc w zrozumieniu tego, co dzieje się nie tak w mózgu, gdy regulacja reakcji strachu jest upośledzona w takich stanach jak fobie, lęk i PTSD. Podczas gdy reagowanie strachem na drapieżniki może nie być dla nas tak istotne, odkryta przez nas ścieżka mózgowa istnieje również u ludzi. Może to otworzyć nowe możliwości leczenia zaburzeń strachu – dodała Hofer.
Źrodło: Sainsbury Wellcome Centre, Nature, fot. Sainsbury Wellcome Centre. Na zdjęciu mózg myszy z uwidocznionymi obszarami zidentyfikowanymi jako pośredniczące w tłumieniu instynktownych reakcji strachu.
