Zona cheie a creierului joacă un rol crucial în dependență
Noi cercetări constată că cerebelul, o mare parte a creierului uman despre care oamenii de știință credeau că este implicată în principal în controlul motor, poate juca un rol cheie în căutarea recompenselor și în comportamentele sociale. Constatările pot ajuta la informarea viitoarelor terapii pentru tratarea dependenței.
Cercetări recente au sugerat faptul că, pe lângă mișcare, cerebelul creierului poate ajuta și la controlul funcțiilor cognitive, cum ar fi limbajul, învățarea și atenția.
Acum, oamenii de știință de la Colegiul de Medicină Albert Einstein din Bronx, NY, sugerează că această zonă ar putea reglementa și procesarea recompenselor și dependența.
Kamran Khodakhah, Ph.D., care este profesor și președinte al Departamentului de Neuroștiințe Dominick P. Purpura de la Einstein, a condus noul studiu. Oamenii de știință au efectuat studiul la șoareci.
Prof. Khodakhah și echipa sa și-au publicat rezultatele în jurnal Ştiinţă. Ilaria Carta, cercetător doctor la Einstein, și Christopher Chen, doctorat, sunt primii autori ai lucrării.
De ce să studiem cerebelul?
Prof. Khodakhah și colegii săi au fost încurajați în eforturile lor de cercetare de studii mai recente care au sugerat rolul cerebelului în dependență și interacțiune socială.
De exemplu, unele studii au descoperit că cerebelul nu funcționează corespunzător la persoanele cu comportament de dependență, tulburări ale spectrului autist (TEA), sindrom afectiv cognitiv și schizofrenie.
Alte studii RMN au arătat că cerebelul persoanelor care trăiesc cu dependență este hiperactiv ca răspuns la stimulii la care se referă dependența lor, cum ar fi imaginea unei seringi.
„Noțiunea că cerebelul a făcut mult dincolo de controlul mișcării a fost întâmpinată cu mult scepticism”, explică autorul principal al studiului, „și nimeni nu a avut indicii reale cu privire la modul în care cerebelul ar putea afecta eliberarea dopaminei”.
Oamenii de știință au numit dopamina neurotransmițătorul „sex, droguri și rock’n’roll” datorită rolului său cheie în comportamentul de căutare a recompenselor. Când oamenii - sau primatele - primesc o recompensă plăcută, fie la sfârșitul unui proces de învățare sau în scopuri recreative, corpul lor eliberează hormonul.
O altă zonă a creierului pe care oamenii de știință au implicat-o în procesarea recompensei este așa-numita zonă tegmentală ventrală (VTA). Deci, în studiul actual, oamenii de știință au emis ipoteza că neuronii din cerebel ar comunica cumva cu neuronii VTA, care sunt responsabili de eliberarea dopaminei.
Folosirea luminii pentru a studia neuronii la șoareci
Oamenii de știință au folosit optogenetica pentru a-și testa ipoteza. Optogenetica este o tehnică în care oamenii de știință modifică genetic neuronii astfel încât să răspundă la lumină.
Inducând genetic fotosensibilitatea, cercetătorii ar putea activa selectiv axonii neuronilor din cerebel. Procedând astfel, au dorit să vadă cum neuronii din VTA vor fi afectați.
O treime din neuronii VTA au tras ca răspuns la stimularea axonilor, demonstrând că neuronii din cerebel comunică cu cei din VTA.
Apoi, oamenii de știință au dorit să vadă cum, dacă este deloc, această comunicare interneuronală a afectat comportamentul de căutare a recompensei. Pentru a examina acest aspect, cercetătorii au efectuat o serie de experimente la șoareci.
Cum afectează cerebelul căutarea recompensei
În primul experiment, rozătoarele au fost libere să exploreze toate cele patru colțuri ale unei camere, dar când au ajuns într-un colț specific, cercetătorii au stimulat neuronii cerebeloși ai rozătoarelor folosind optogenetică.
Oamenii de știință au emis ipoteza că, dacă stimularea ar fi plăcută, rozătoarele ar continua să caute comportamentul plin de satisfacții - adică s-ar întoarce în mod repetat la colțul unde au primit stimularea plăcută.
După cum se aștepta echipa, rozătoarele stimulate au optat pentru a reveni în același colț mai des decât șoarecii de control.
Apoi, pentru a confirma că stimularea axonilor neuronilor cerebeloși a jucat un rol în dependență, cercetătorii au condiționat șoarecii să primească o stimulare plăcută a acestor axoni într-o zonă puternic luminată.
De obicei, șoarecii evită luminile puternice și tind să se simtă mai confortabil pe întuneric, unde pot evita prădătorii. Dar în acest ultim experiment, au ales să meargă împotriva preferinței lor obișnuite, de dragul stimulării plăcute.
„Chiar dacă șoarecii evită în mod normal zonele luminoase, acum au fugit preferențial către lumină, pentru că acolo și-au amintit că au primit o recompensă [...] Acest lucru sugerează că cerebelul joacă un rol în comportamentele dependente.”
Prof. Kamran Khodakhah
Cerebelul este, de asemenea, cheia pentru comportamentul social
Un alt experiment a dezvăluit că calea dintre axonii cerebeloși și neuronii VTA joacă, de asemenea, un rol în comportamentul social.
Cercetătorii au pus șoareci într-o cutie cu trei camere. Rozătoarele au avut opțiunea de a interacționa cu un obiect, un alt mouse sau de a fi singuri într-o zonă goală.
Când au ales să interacționeze social, calea axonilor cerebeloși a neuronilor VTA a fost cea mai activă. Cu toate acestea, atunci când oamenii de știință au folosit optogenetica pentru a reduce la tăcere această cale neuronală, rozătoarele au ales fie să fie singuri, fie să interacționeze cu obiectul neînsuflețit.
Rezultatele au sugerat cercetătorilor că axonul cerebelos - calea neuronilor VTA poate fi disfuncțională la persoanele cu TSA.
„Datele noastre susțin un rol pentru cerebel în procesarea recompenselor și în controlul comportamentului social”, concluzionează autorii.
„Propunem ca această cale […] să explice, cel puțin parțial, asocierea dintre cerebel și comportamentele dependente și să ofere o bază pentru un rol pentru cerebel în alte comportamente motivate și sociale.”
