Mažos nervinės grandinės valdo baimės srautą

Kai kurie baimę apibrėžia kaip emocinį atsaką į suvokiamą grėsmę. Mes žinome, kad baimė pagreitina širdies susitraukimų dažnį, sugniaužia skrandį, sugriežtina gerklę ir užšaldo raumenis.

Nauji tyrimai rodo, kad baimė prasideda smegenyse, ir būtent ji - būtent migdolų formos struktūros, vadinamos migdolos, mikrotraukose, yra valdoma, apdorojama ir žadinama.

Kalifornijos technologijos instituto (Caltech) mokslininkų vadovaujama tyrimų grupė žengė svarbų žingsnį link supratimo, kaip įvyksta šis ataka, pradėdamas skleisti nervinę baimės grandinę.

Jų darbas publikuojamas šios savaitės žurnalo numeryje Gamta.

Straipsnyje pagrindinis tyrėjas Davidas J. Andersonas, mokslų daktaras, aprašė migdolos mikrovaldiklį, kuris valdo arba „vartai“ baimės nutekėjimą iš to smegenų regiono.

Aptariamame mikroschemoje, paaiškino Andersonas, yra du neuronų potipiai, kurie yra antagonistiniai - turi priešingas funkcijas - ir kurie valdo amigdalos baimės lygį veikdami kaip sūpynės.

"Įsivaizduokite, kad vienas sūpynės galas yra pasvertas ir paprastai sėdi ant sodo žarnos, neleisdamas per ją tekėti vandeniui - pagal šią analogiją - baimės impulsui", - sakė Andersonas.

„Kai gaunamas signalas, sukeliantis reakciją į baimę, jis nuspaudžia priešingą pavėsinės galą, pakeldamas pirmąjį žarnos galą ir leisdamas tekėti baimei, kaip ir vandeniui.“ Prasidėjus baimės srautui, tas impulsas gali būti perduotas kitiems smegenų regionams, kurie kontroliuoja baimingą elgesį, pavyzdžiui, sustingimą vietoje.

"Dabar, kai mes žinome apie šį" sūpynės "mechanizmą", - pridūrė jis, "tai kada nors gali būti naujas tikslas kurti specifiškesnius vaistus, skirtus baime pagrįstoms psichiatrinėms ligoms, tokioms kaip potrauminio streso sutrikimas, fobijos ar nerimo sutrikimai, gydyti".

Raktas norint suprasti šį subtilų mechanizmą, pasak Andersono, buvo atskleisti „žymenis“ - genus, kurie atpažintų ir leistų mokslininkams atskirti skirtingus migdolos neuronų ląstelių tipus.

Andersono grupė savo žymeklį rado gene, kuris koduoja fermentą, vadinamą baltymų kinazės C-delta (PKCδ). PKCδ yra išreikštas maždaug pusėje neuronų, esančių migdolinio kūno centrinio branduolio, migdolinės dalies, valdančios baimės išėjimą, dalinyje.

Mokslininkams pavyko fluorescuojančiai žymėti neuronus, kuriuose ekspresuojama baltymų kinazė; tai leido tyrėjams atvaizduoti šių neuronų ryšius, taip pat stebėti ir manipuliuoti jų elektriniu aktyvumu.

Tyrimai, pasak Andersono, „atskleidė, kad PKCδ + neuronai sudaro vieną pavėsinės galą, užmegzdami ryšius su kita centrinio branduolio neuronų populiacija, kuri neišreiškia fermento, kurie vadinami PKCδ neuronais“.

Jie taip pat parodė, kad kinazei teigiami neuronai slopina nutekėjimą iš migdolos - tai įrodo, kad jie veikia kaip sodo žarnos laikomo sūpynės galas.

Vis dėlto liko pagrindinis klausimas: kas atsitinka su pavieju, veikiant baimę sukeliančiam signalui? Andersonas ir jo kolegos iškėlė hipotezę, kad baimės signalas nustums žemyn priešingą pavėsinės galą nuo to, kurį suformavo PKCδ + neuronai, pašalindami gniužulą iš sodo žarnos ir leisdami baimės signalui tekėti. Bet kaip patikrinti šią idėją?

Įveskite neurofiziologą Andreasą Lüthi ir jo studentą Stephane'ą Ciocchi iš Friedricho Miescherio instituto Bazelyje, Šveicarijoje. Atlikdami darbą, nepriklausomai nuo Andersono laboratorijos, Lüthi ir Ciocchi sugebėjo užfiksuoti elektrolinius signalus iš migdolos, veikiant baimę sukeliantiems dirgikliams.

Įdomu tai, kad jie rado dviejų tipų neuronus, kurie priešingai reagavo į baimę sukeliantį dirgiklį: vienas tipas padidino savo aktyvumą, o kitas sumažino. Kaip ir Andersonas, jie pradėjo galvoti, kad šie neuronai suformavo sūpą, kuri valdo migdolos baimės išėjimą.

Taigi abi komandos suvienijo jėgas, norėdamos nustatyti, ar Lüthi tiriamos ląstelės atitinka PKCδ + ir PKCδ-ląsteles, kurias Andersono laboratorija išskyrė. Eksperimento rezultatai buvo „džiugiai aiškūs“, - sakė Andersonas.

Ląstelės, kurios sumažino savo aktyvumą baimę sukeliančių dirgiklių akivaizdoje, aiškiai atitiko PKCδ + neuronų, kuriuos Andersono laboratorija išskyrė, tuo tarpu tos, kurios padidino jų aktyvumą, atitiko PKCδ-neuronus.

"Šie rezultatai patvirtino hipotezę, kad PKCδ + neuronai iš tikrųjų buvo priešingoje sūpynės pusėje nei tas, kurį baimės signalas" spaudžia ", ir tai atitinka išvadą, kad PKCδ + neuronai užspaudžia" baimės žarną ", - sakė Andersonas. .

Molekulinės biologijos ir elektrofiziologijos santuoka atskleidė baimės grandinės savybes, kurių nebuvo galima atrasti kitaip, sakė Andersonas.

„Funkcinė smegenų geografija yra sutvarkyta kaip ir pasaulio“, - pažymėjo jis. „Jis suskirstytas į žemynus, šalis, valstijas, miestelius ir miestelius, rajonus ir namus; namai yra analogiški skirtingų tipų neuronams. Anksčiau migdolą buvo galima išpjaustyti tik skirtingų miestų arba geriausiu atveju rajonų lygiu. Dabar, naudodamiesi šiomis naujomis genetinėmis metodikomis, mes pagaliau pasiekėme namų lygį “.

Ir tai, priduria jis, leis mums visiškai suprasti ryšių tinklus, egzistuojančius tarp smegenų padalinyje esančių neuronų, taip pat tarp padalinių ir skirtingų sričių.

"Nors šie tyrimai atskleidžia tik nedidelę paveikslo dalį, jie yra svarbus žingsnis ta linkme", - sakė Andersonas.

Šaltinis: Kalifornijos technologijos institutas