Сићушни неуронски кругови управљају протоком страха

Неки страх дефинишу као емоционални одговор на опажену претњу. Знамо да страх повећава пулс, стеже стомак, стеже грло и замрзава мишиће на месту.

Ново истраживање открива да страх започиње у мозгу и да је тамо - посебно у микровезовима бадемасте структуре назване амигдала - он контролисан, обрађен и изазван.

Истраживачки тим који су водили научници са Калифорнијског технолошког института (Цалтецх) предузео је важан корак ка разумевању начина на који се ова појава јавља тако што је почео да сецира нервни круг страха.

Њихов рад је објављен у овонедељном издању часописа Природа.

У раду је водећи истражитељ др Давид Ј. Андерсон описао микровезје у амигдали које контролише или „капије“ одлив страха из тог дела мозга.

Дотични микрокруг, објаснио је Андерсон, садржи два подтипа неурона који су антагонистички - имају супротне функције - и који контролишу ниво излаза страха из амигдале понашајући се као клацкалица.

„Замислите да је један крај клацкалице пондерисан и нормално седи на вртном цреву, спречавајући да вода - у овој аналогији, импулс страха - протиче кроз њега“, рекао је Андерсон.

„Када стигне сигнал који покреће реакцију страха, он притиска доле на супротни крај клацкалице, подижући први крај са црева и омогућавајући страху, попут воде, да тече.“ Једном када је проток страха започео, тај импулс се може пренети и на друге делове мозга који контролишу плашљиво понашање, попут замрзавања на месту.

„Сад кад знамо за овај механизам„ клацкалица “, додао је,„ можда ће једног дана пружити нову мету за развој специфичнијих лекова за лечење психијатријских болести заснованих на страху, попут посттрауматског стресног поремећаја, фобија или анксиозних поремећаја. “

Кључ за разумевање овог деликатног механизма, рекао је Андерсон, био је у откривању „маркера“ - гена који би идентификовали и омогућили научницима да разликују различите типове неуронских ћелија у амигдали.

Андерсонова група пронашла је свој маркер у гену који кодира ензим познат као протеин-киназа Ц-делта (ПКЦδ). ПКЦδ се изражава у отприлике половини неурона унутар поделе централног језгра амигдале, дела амигдале који контролише излаз страха.

Истраживачи су могли флуоресцентно да означе неуроне у којима се експримира протеин киназа; ово је истраживачима омогућило да мапирају везе ових неурона, као и да надгледају и манипулишу њиховом електричном активношћу.

Андерсон је рекао да су студије откриле да ПКЦδ + неурони чине један крај клацкалице успостављањем веза са другом популацијом неурона у централном језгру који не изражавају ензим, који се називају ПКЦδ− неурони.

Такође су показали да неурони позитивни на киназу инхибирају одлив из амигдале - доказујући да делују као крај клацкалице која лежи на вртном цреву.

Ипак, остало је кључно питање: Шта се догађа са клацкалицом током излагања сигналу који изазива страх? Андерсон и његове колеге претпоставили су да ће се сигнал страха притиснути на супротни крај клацкалице од оног који су формирали ПКЦδ + неурони, уклањајући савијање из баштенског црева и дозвољавајући проток сигнала страха. Али како тестирати ову идеју?

Улазе неурофизиолог Андреас Лутхи и његов студент Степхане Циоццхи са Института Фриедрицх Миесцхер у Базелу, Швајцарска. У раду обављеном независно од рада Андерсонове лабораторије, Лутхи и Циоццхи су успели да сниме електричне сигнале из амигдале током излагања стимулусима који изазивају страх.

Занимљиво је да су пронашли две врсте неурона који су на супротан начин реаговали на стимулус који изазива страх: један тип је повећао активност, док је други тип смањио активност. Попут Андерсона, и они су почели да мисле да су ти неурони формирали клацкалицу која контролише излаз страха из амигдале.

И тако су се два тима удружила да утврде да ли ћелије које је Лутхи проучавао одговарају ПКЦδ + и ПКЦδ− ћелијама које је Андерсонова лабораторија изоловала. Резултати експеримента били су „задовољавајуће јасни“, рекао је Андерсон.

Ћелије које су смањиле своју активност суочавајући се са стимулусима који изазивају страх јасно су одговарале ПКЦδ + неуронима које је Андерсонова лабораторија изоловала, док су оне које су повећале своју активност одговарале ПКЦδ− неуронима.

„Ови резултати поткрепили су хипотезу да су се ПКЦδ + неурони заиста налазили на супротном крају клацкалице од оне на коју сигнал притиска„ притиска “, у складу са налазом да ПКЦδ + неурони гњече„ црево страха “, рекао је Андерсон .

Брак молекуларне биологије и електрофизиологије открио је својства страховитог кола која нису могла бити откривена на било који други начин, рекао је Андерсон.

„Функционална географија мозга организована је као и свет“, приметио је. „Подељен је на континенте, државе, државе, градове, четврти и куће; куће су аналогне различитим врстама неурона. Раније је амигдалу било могуће сецирати само на нивоу различитих градова или, у најбољем случају, насеља. Сада, користећи ове нове генетске технике, коначно смо се спустили на ниво кућа. “

И то је, додаје он, оно што ће нам омогућити да у потпуности разумемо комуникационе мреже које постоје између неурона у оквиру пододделка мозга, као и између пододјела и различитих подручја.

„Иако ове студије расветљавају само мали део слике, оне су важан корак у том правцу“, рекао је Андерсон.

Извор: Калифорнијски институт за технологију