Ключова область мозку відіграє вирішальну роль у наркоманії
Нові дослідження виявляють, що мозочок, значна частина людського мозку, яку, на думку вчених, головним чином брала участь у руховому контролі, може відігравати ключову роль у пошуку винагороди та соціальній поведінці. Отримані дані можуть допомогти у подальшій терапії лікування наркоманії.
Недавні дослідження натякнули на той факт, що, крім руху, мозочок мозку може також допомогти контролювати когнітивні функції, такі як мова, навчання та увага.
Зараз вчені з Медичного коледжу імені Альберта Ейнштейна в Бронксі, штат Нью-Йорк, припускають, що ця сфера також може регулювати обробку винагород та наркоманію.
Кемран Ходаха, доктор філософії, який є професором та завідувачем кафедри нейронауки в Ейнштейні Домініка П. Пурпури, очолив нове дослідження. Вчені провели дослідження на мишах.
Професор Ходаха та його команда опублікували свої результати в журналі Наука. Іларія Карта, докторант Ейнштейна, та Крістофер Чен, доктор філософії, є першими авторами статті.
Навіщо вивчати мозочок?
Професор Ходаха та його колеги були спонукані до своїх досліджень недавніми дослідженнями, які натякають на роль мозочка в залежності та соціальній взаємодії.
Наприклад, деякі дослідження виявили, що мозочок не працює належним чином у людей із залежною поведінкою, розладом аутистичного спектра (АСД), когнітивно-афективним синдромом та шизофренією.
Інші дослідження МРТ показали, що мозочок людей, що живуть із залежністю, гіперактивний у відповідь на подразники, до яких пов’язана їх залежність, наприклад, зображення шприца.
"Думка про те, що мозочок зробив значно більше, ніж контролював рух, сприйняла багато скептицизму, - пояснює старший автор дослідження, - і ніхто не мав жодних реальних підказок щодо того, як мозочок може вплинути на вивільнення дофаміну".
Вчені назвали дофамін нейромедіатором "сексу, наркотиків та рок-н-ролу" через його ключову роль у поведінці, яка прагне отримати винагороду. Коли люди - або примати - отримують приємну винагороду, будь то в кінці навчального процесу або в рекреаційних цілях, їх організм вивільняє гормон.
Ще однією областю мозку, яку вчені залучили до обробки винагород, є так звана вентральна тегментальна зона (VTA). Отже, у поточному дослідженні вчені припустили, що нейрони мозочка якимось чином будуть спілкуватися з нейронами VTA, які відповідають за вивільнення дофаміну.
Використання світла для вивчення нейронів у мишей
Вчені використовували оптогенетику для перевірки своєї гіпотези. Оптогенетика - це техніка, за допомогою якої вчені генетично модифікують нейрони, щоб вони реагували на світло.
Генетично викликаючи світлочутливість, дослідники могли вибірково активувати аксони нейронів мозочка. Роблячи це, вони хотіли побачити, як будуть впливати нейрони в VTA.
Третина нейронів VTA вистрілила у відповідь на стимуляцію аксонів, доводячи, що нейрони мозочка спілкуються з тими, хто знаходиться у VTA.
Далі вчені хотіли побачити, як, якщо взагалі, це міжнейронне спілкування впливало на поведінку, яка прагне винагороди. Для вивчення цього аспекту дослідники провели серію експериментів на мишах.
Як мозочок впливає на пошук винагороди
У першому експерименті гризуни могли вільно досліджувати всі чотири кути кімнати, але коли вони дійшли до одного конкретного кута, дослідники стимулювали нейрони мозочка гризунів, використовуючи оптогенетику.
Вчені припустили, що якби стимуляція була приємною, гризуни продовжували б домагатися корисної поведінки - тобто вони неодноразово поверталися б у той кут, де отримували приємну стимуляцію.
Як і очікувала команда, стимульовані гризуни вирішили повертатися в той самий кут частіше, ніж контрольні миші.
Потім, щоб підтвердити, що стимулювання аксонів нейромозочкових нейронів відіграло роль у наркоманії, дослідники підготували мишей до отримання приємної стимуляції цих аксонів у яскраво освітленій зоні.
Як правило, миші уникають яскравих вогнів і, як правило, почуваються комфортніше в темряві, де вони можуть уникати хижаків. Але в цьому останньому експерименті вони вирішили піти проти своїх звичних уподобань заради приємного стимулювання.
"Незважаючи на те, що миші зазвичай уникають світлих ділянок, тепер вони переважно бігли до світла, тому що саме там вони пам'ятали про отримання винагороди [...] Це говорить про те, що мозочок відіграє роль у поведінці, що викликає звикання".
Професор Камран Ходаха
Мозочок також має ключове значення для соціальної поведінки
Інший експеримент показав, що шлях між аксонами мозочка та нейронами VTA також грає роль у соціальній поведінці.
Дослідники поклали мишей у коробку з трьома камерами. Гризуни мали можливість взаємодіяти з предметом, іншою мишею або бути наодинці на порожній ділянці.
Коли вони вирішили соціально взаємодіяти, шлях мозочків аксонів – нейронів VTA був найбільш активним. Однак, коли вчені використовували оптогенетику, щоб замовкнути цей нейрональний шлях, гризуни вирішили або бути наодинці, або взаємодіяти з неживим об'єктом.
Результати припустили дослідникам, що шлях аксонів мозочка – нейрони VTA може бути дисфункціональним у людей з РАС.
"Наші дані підтверджують роль мозочка в обробці винагород та контролі соціальної поведінки", - підсумовують автори.
"Ми вважаємо, що цей [...] шлях може пояснити, принаймні частково, зв'язок між мозочком та поведінкою, що викликає залежність, і забезпечує основу для ролі мозочка в інших мотивованих та соціальних формах поведінки".
