A fő agyterület döntő szerepet játszik a függőségben
Új kutatások szerint a kisagy, az emberi agy nagy része, amelyről a tudósok azt hitték, hogy elsősorban a motoros kontrollban vesznek részt, kulcsszerepet játszhat a jutalomkeresésben és a társadalmi viselkedésben. Az eredmények segíthetnek a függőség kezelésének jövőbeni terápiáiban.
A legújabb kutatások arra utaltak, hogy a mozgás mellett az agy kisagya segíthet a kognitív funkciók, például a nyelv, a tanulás és a figyelem ellenőrzésében is.
A New York-i Bronx-i Albert Einstein Orvostudományi Főiskola tudósai szerint ez a terület szabályozhatja a jutalom-feldolgozást és a függőséget is.
Kamran Khodakhah, Ph.D., aki az einsteini Dominick P. Purpura Idegtudományi Tanszék professzora és elnöke, vezette az új tanulmányt. A tudósok egereken végezték a vizsgálatot.
Prof. Khodakhah és csapata közzétette eredményeit a folyóiratban Tudomány. Ilaria Carta, az Einstein doktori kutatója és Ph.D. Christopher Chen egyaránt a cikk első szerzői.
Miért érdemes tanulmányozni a kisagyat?
Prof. Khodakhah-t és munkatársait újabb kutatások ösztönözték kutatási törekvéseikben, amelyek utalnak a kisagy szerepére a függőségben és a társadalmi interakcióban.
Például egyes tanulmányok azt találták, hogy a kisagy nem működik megfelelően az addiktív viselkedést, az autizmus spektrum rendellenességet (ASD), a kognitív affektív szindrómát és a skizofréniát szenvedő embereknél.
Más MRI-vizsgálatok kimutatták, hogy a függőséggel élő emberek kisagya hiperaktív, reagálva a függőségükhöz kapcsolódó ingerekre, például egy fecskendő képére.
"Az a felfogás, miszerint a kisagy sokkal többet tett a mozgás irányításán túl, sok szkepticizmussal találkozott" - magyarázza a tanulmány vezető szerzője -, és senkinek sem volt valódi fogalma arról, hogy a kisagy hogyan befolyásolhatja a dopamin felszabadulását.
A tudósok a dopamint a „szex, drogok és rock’n’roll” neurotranszmittereknek nevezik, mivel kulcsszerepük van a jutalomra törekvő magatartásban. Amikor az emberek - vagy a főemlősök - kellemes jutalmat kapnak, legyen az akár egy tanulási folyamat végén, vagy rekreációs céllal, testük felszabadítja a hormont.
Egy másik agyi terület, amelyet a tudósok bevonnak a jutalom feldolgozásába, az úgynevezett ventrális tegmentális terület (VTA). Tehát a jelenlegi tanulmányban a tudósok feltételezték, hogy a kisagyban lévő idegsejtek valamilyen módon kommunikálni fognak a dopamin felszabadulásáért felelős VTA idegsejtekkel.
A fény használata az egerek neuronjainak tanulmányozásához
A tudósok optogenetikával tesztelték hipotézisüket. Az optogenetika olyan technika, amelyben a tudósok genetikailag módosítják az idegsejteket, hogy azok reagáljanak a fényre.
A fényérzékenység genetikai kiváltásával a kutatók szelektíven aktiválhatják a kisagy neuronjainak axonjait. Ezzel azt kívánták megtudni, hogy a VTA idegsejtjeit hogyan befolyásolják.
A VTA neuronjainak egyharmada az axonok stimulációjára válaszul lőtt, bizonyítva, hogy a kisagyban lévő idegsejtek kommunikálnak a VTA-ban levőkkel.
Ezután a tudósok azt akarták megtudni, hogy ez az interneuronális kommunikáció egyáltalán befolyásolja-e a jutalomra törekvő magatartást. Ennek a szempontnak a vizsgálatához a kutatók egéren végzett kísérletsorozatot végeztek.
Hogyan befolyásolja a kisagy a jutalomkeresést
Az első kísérletben a rágcsálók szabadon felfedezhették a szoba mind a négy sarkát, de amikor elértek egy adott sarkot, a kutatók az optogenetika segítségével stimulálták a rágcsálók kisagyi idegsejtjeit.
A tudósok feltételezték, hogy ha a stimuláció kellemes lenne, a rágcsálók továbbra is a kifizetődő magatartásra törekednének - vagyis többször visszamennének abba a sarokba, ahol megkapják a kellemes stimulációt.
Ahogy a csapat várta, a stimulált rágcsálók úgy döntöttek, hogy gyakrabban térnek vissza ugyanabba a sarokba, mint a kontroll egerek.
Ezt követően annak megerősítésére, hogy a kisagyi neuronok axonjainak stimulálása szerepet játszott az addikcióban, a kutatók kondicionálták az egereket, hogy élénken megvilágított területen élvezzék ezen axonok kellemes stimulációját.
Az egerek általában kerülik az erős fényeket, és hajlamosabbak a sötétben érezni magukat, ahol elkerülhetik a ragadozókat. De ebben az utolsó kísérletben úgy döntöttek, hogy szembeszegülnek a szokásos preferenciájukkal a kellemes stimuláció érdekében.
"Annak ellenére, hogy az egerek általában elkerülik a fényes területeket, most inkább a fény felé futottak, mert ott emlékeztek jutalomra […] Ez arra utal, hogy a kisagy szerepet játszik az addiktív viselkedésben."
Prof. Kamran Khodakhah
A kisagy a szociális viselkedés szempontjából is kulcsfontosságú
Egy másik kísérlet feltárta, hogy a kisagyi axonok és a VTA neuronok közötti út a társadalmi viselkedésben is szerepet játszik.
A kutatók három kamrával ellátott dobozba tették az egereket. A rágcsálóknak lehetőségük volt interakcióba lépni egy tárggyal, egy másik egérrel, vagy egyedül maradni egy üres területen.
Amikor a társas interakció mellett döntöttek, a kisagy axonok – VTA neuronok útja volt a legaktívabb. Amikor azonban a tudósok optogenetikát alkalmaztak ennek a neuronális útnak az elhallgattatására, a rágcsálók úgy döntöttek, hogy egyedül vannak, vagy kölcsönhatásba lépnek az élettelen objektummal.
Az eredmények azt sugallták a kutatók számára, hogy a kisagy axonok – VTA neuronok útja diszfunkcionális lehet ASD-ben szenvedő embereknél.
"Adataink támogatják a kisagy szerepét a jutalom feldolgozásában és a társadalmi magatartás ellenőrzésében" - zárják a szerzők.
"Javasoljuk, hogy ez a […] út legalább részben megmagyarázza a kisagy és az addiktív viselkedés közötti összefüggést, és megalapozza a kisagy más motivált és társadalmi viselkedésekben betöltött szerepét."
