Drobni nevronski tokokrogi upravljajo pretok strahu

Nekateri strah opredeljujejo kot čustveni odziv na zaznano grožnjo. Vemo, da strah poveča srčni utrip, stisne želodec, zategne grlo in zamrzne mišice na mestu.

Nove raziskave ugotavljajo, da se strah začne v možganih in je tam - še posebej v mikrovezjih mandljeve oblike, imenovane amigdala - nadzorovan, obdelan in sprožen.

Raziskovalna skupina, ki so jo vodili znanstveniki s Kalifornijskega tehnološkega inštituta (Caltech), je naredila pomemben korak k razumevanju, kako se ta zagon zgodi, tako da je začela secirati nevronsko vezje strahu.

Njihov prispevek je objavljen v totedenski številki revije Narava.

V prispevku je glavni raziskovalec dr. David J. Anderson opisal mikrovezje v amigdali, ki nadzoruje ali "odpira" odtok strahu iz te možganske regije.

Zadevni mikrovezje, je pojasnil Anderson, vsebuje dva podtipa nevronov, ki sta antagonistični - imata si nasprotujoči si funkciji - in ki nadzirata stopnjo strahu, ki izhaja iz amigdale, tako da deluje kot klackalica.

"Predstavljajte si, da je en konec kladiva ponderiran in običajno sedi na vrtni cevi in ​​preprečuje, da bi voda - po tej analogiji - impulz strahu - tekla skozenj," je dejal Anderson.

"Ko prispe signal, ki sproži odziv strahu, pritisne na nasprotni konec kladiva, prvi konec dvigne s cevi in ​​pusti strah, kot voda, da teče." Ko se pretok strahu začne, se lahko ta impulz prenese na druge možganske predele, ki nadzorujejo strašljivo vedenje, na primer zamrzovanje na mestu.

"Zdaj, ko vemo za ta mehanizem" klackalice "," je dodal, "bo nekoč lahko nov cilj za razvoj bolj specifičnih zdravil za zdravljenje psihiatričnih bolezni, ki temeljijo na strahu, kot so posttravmatska stresna motnja, fobije ali anksiozne motnje."

Anderson je dejal, da je ključ do razumevanja tega občutljivega mehanizma v odkrivanju "markerjev" - genov, ki bi znanstvenikom omogočili razlikovanje med različnimi vrstami nevronskih celic v amigdali.

Andersonova skupina je svoj marker našla v genu, ki kodira encim, znan kot protein-kinaza C-delta (PKCδ). PKCδ je izražen v približno polovici nevronov znotraj pododdelka osrednjega jedra amigdale, dela amigdale, ki nadzoruje izhod strahu.

Raziskovalci so lahko fluorescentno označili nevrone, v katerih je izražena protein kinaza; to je raziskovalcem omogočilo, da preslikajo povezave teh nevronov ter spremljajo in manipulirajo z njihovo električno aktivnostjo.

Anderson je dejal, da so študije "pokazale, da PKCδ + nevroni tvorijo en konec kladiva, tako da se povežejo z drugo populacijo nevronov v osrednjem jedru, ki ne izražajo encima, ki se imenuje PKCδ-nevroni."

Pokazali so tudi, da kinazno pozitivni nevroni zavirajo odtok iz amigdale - kar dokazuje, da delujejo kot konec kladiva, ki leži na vrtni cevi.

Kljub temu pa je ostalo ključno vprašanje: kaj se zgodi z nihali med izpostavljenostjo signalu, ki povzroča strah? Anderson in njegovi kolegi so domnevali, da se bo signal strahu potisnil na nasprotni konec kladiva od tistega, ki ga tvorijo nevroni PKCδ +, odstraniti stiskanje z vrtne cevi in ​​omogočiti pretok signala strahu. Kako pa preizkusiti to idejo?

Vstopijo nevrofiziolog Andreas Lüthi in njegov študent Stephane Ciocchi z inštituta Friedrich Miescher v Baslu v Švici. Pri delu, opravljenem neodvisno od laboratorija Anderson, sta Lüthi in Ciocchi uspela posneti električne signale iz amigdale med izpostavljenostjo dražljajem, ki povzročajo strah.

Zanimivo je, da so našli dve vrsti nevronov, ki sta se na dražljaj, ki povzroča strah, odzvali nasprotno: ena vrsta je povečala svojo aktivnost, druga pa zmanjšala svojo aktivnost. Tako kot Anderson so tudi oni začeli misliti, da ti nevroni tvorijo kladivo, ki nadzira izhod strahu iz amigdale.

Tako sta obe ekipi združili moči, da bi ugotovili, ali celice, ki jih je Lüthi preučeval, ustrezajo celicam PKCδ + in PKCδ−, ki jih je Andersonov laboratorij izoliral. Rezultati poskusa so bili "razveseljivo jasni", je dejal Anderson.

Celice, ki so zmanjšale svojo aktivnost zaradi dražljajev, ki povzročajo strah, so očitno ustrezale PKCδ + nevronom, ki jih je Andersonov laboratorij izoliral, medtem ko so tiste, ki so povečale svojo aktivnost, ustrezale PKCδ− nevronom.

"Ti rezultati so podprli hipotezo, da so bili nevroni PKCδ + res na nasprotnem koncu kladiva od tiste, na katero signal pritiska" pritiska ", v skladu z ugotovitvijo, da nevroni PKCδ + stisnejo" cev za strah "," je dejal Anderson. .

Poroka molekularne biologije in elektrofiziologije je razkrila lastnosti vezja strahu, ki jih drugače ni bilo mogoče odkriti, je dejal Anderson.

"Funkcionalna geografija možganov je organizirana kot svetovna," je opozoril. »Razdeljen je na celine, države, države, mesta, soseske in hiše; hiše so analogne različnim vrstam nevronov. Prej je bilo amigdalo mogoče razkosati samo na ravni različnih mest ali v najboljšem primeru sosesk. Zdaj smo z uporabo teh novih genetskih tehnik končno na ravni hiš. «

In to je, dodaja, tisto, kar nam bo omogočilo, da v celoti razumemo komunikacijska omrežja, ki obstajajo med nevroni znotraj možganskega pododdelka, pa tudi med podrazdelki in različnimi področji.

"Čeprav te študije osvetljujejo le majhen del slike, so pomemben korak v to smer," je dejal Anderson.

Vir: Kalifornijski tehnološki inštitut