Keď pes Ivana Pavlova počul zvonenie zvončeka, šteniatko začalo sliniť v očakávaní jeho večere. Keď počuli krysy profesorky Mary Torregrossy podobný tón, túžili po kokaíne. Aspoň niektoré z nich áno - predtým, ako Torregrossa a jej kolegovia prepísali svoje spomienky.
Torregrossa študuje psychológiu drogových závislostí a relapsy na University of Pittsburgh School of Medicine (kde je tiež docentkou psychiatrie). V novej štúdii uverejnenej 22. januára v časopise Cell Reports začala Torregrossa a jej dvaja kolegovia pavloviánsky experiment, pri ktorom skupina laboratórnych krýs prišla spojiť špecifickú audiovizuálnu narážku so spechom kokaínu.
Nakoniec iba videnie alebo vypočutie narážky spôsobilo, že potkany túžili po kokaíne - až kým vedci „nevymazali“ toto spojenie z mozgu potkanov pomocou techniky nervovej stimulácie nazývanej optogenetika. Zrazu potkany, ktoré boli vystavené rovnakému audiovizuálnemu narážku, ktoré kedysi predviedli žiarenie mozgu, neprejavili záujem o narážku vôbec.
„Bolo to, akoby nikdy nevideli kokaín,“ povedal Torregrossa pre Live Science. "Je to vzrušujúce, pretože existuje možnosť, že na ceste by mohli existovať technológie stimulujúce nervy, ktoré by mohli znížiť chuť a recidívu motivovanú narážkou aj u ľudí."
Večné slnečné svetlo mysle hlodavcov
V novej štúdii sa potkany Torregrossa postupne umiestnili do špeciálnej klietky s pákou pripojenou k pumpe. Keď potkan stlačil páku, pumpa poskytla potkanovi malú intravenóznu dávku kokaínu. Zakaždým, keď sa to stalo, jasné svetlo nad pákou sa rozsvietilo na 10 sekúnd, zatiaľ čo v klietke hral monotónny zvonivý zvuk.
Po tom, čo krysa tento rituál mnohokrát opakovala, Torregrossa povedal, že kombinácia svetla a hluku sa stala „narážkou“, že nával vysokej hladiny kokaínu bol na ceste - niečo ako Pavlov slávny psí zvonček na večeru, ale pripravený na samoliečbu. hlodavcami.
Kedykoľvek boli potkany v nasledujúcich pokusoch vystavené tomuto svetelnému / zvukovému impulzu, ich mozgy ukázali, čo Torregrossa nazýva „túžbou“ alebo „reakciou na relaps“ na podnety, a potkany naďalej rmutujú páku „skutočne vysokou rýchlosťou“, dokonca aj keď im páka už neposkytovala kokaín.
Vedci pomocou malých elektród umiestnených v mozgu každého hlodavca zistili, že táto túžobná reakcia bola spojená so zvýšenou aktivitou v amygdale potkana - emocionálnom spracovateľskom centre zodpovednom za strach i potešenie. (Tento zväzok neurónov v tvare mandlí bol predtým spájaný s túžbou u ľudí.)
„Ďalej sme chceli zistiť, či by sme tieto chute mohli umelo znížiť stimuláciou cesty do amygdaly,“ uviedla Torregrossa.
Vedci na tento účel použili techniku nazývanú optogenetika - spôsob zavedenia proteínov citlivých na svetlo do mozgu zvieraťa a ich vystavenie farebným lúčom svetla, aby sa bunky podľa potreby účinne zapínali alebo vypínali.
V predchádzajúcich štúdiách vedci úspešne použili túto techniku na zastavenie epileptických záchvatov u myší alebo na to, aby im prinútili smäd. Torregrossa a jej tím ho chceli použiť na vypnutie chuti vyvolanej touhou potkanov. Injektovali tak svojim potkanom špeciálny vírus nesúci svetlocitlivé proteíny, ktoré založili obchod na bunkovom uzle, kde senzorické informácie (ako sú zvuk a svetlo) vstupujú do amygdaly.
Kúpaním týchto buniek v modrom LED laserovom svetle mohli vedci kontrolovať tok informácií do centier na spracovanie emócií potkanov. V tomto prípade to znamenalo tlmenie významu drogovej narážky pri vstupe do amygdaly. Skutočne, keď skombinovali túto stimuláciu modrého svetla so známymi pavloviánskymi drogovými potkanmi potkanov, vedci zistili, že v podstate môžu podvádzať hlodavcov, aby zabudli, že kombinácia zvuku a svetla má niečo spoločné s potešením z vysokej hladiny kokaínu. Zrazu mali oveľa menší záujem zasiahnuť kokaínovú páku do klietok.
„Po pouhých 15 minútach tejto modrej stimulácie modrého svetla sa správanie relapsov potkanov výrazne znížilo,“ uviedla Torregrossa. "Je to v podstate ako keby sme vymazali ich spomienky, takže už na to narážku nereagovali."
„Veľmi futuristické“ otázky
Aj keď táto očividná technika vymazania pamäte je fascinujúcim nálezom, Torregrossa poznamenala, že by to mohla byť dočasná oprava oveľa zložitejšej hádanky o tom, ako závislosť mení mozog. Napríklad je možné, že ak by novo rehabilitovaným potkanom boli znovu podané kokaín v prítomnosti tohto známeho audiovizuálneho podnetu, ich túžby po túžbe a recidíve by boli „v jednom zábere“ tak, ako predtým.
Úspech tímu však stále prináša niektoré zaujímavé možnosti pre budúcnosť monitorovania a liečby závislosti a prípadne dokonca porúch mozgu u ľudí. Torregrossa uviedla, že začala hovoriť so svojimi kolegami na University of Pittsburgh v oddelení nervového inžinierstva o životaschopnosti nervových implantátov, ktoré by mohli monitorovať amygdala neuróny danej osoby, potom sa aktivuje, aby potlačila túžbu alebo recidívu.
To je všetko „veľmi futuristické“, uviedla Torregrossa a - ak je takáto liečba možná u ľudí - tiež sa utápa v etických otázkach. Ak rýchly pohyb prepínača môže „vymazať“ pamäť spúšťača relapsu lieku, čo iného by sa mohlo vymazať? Mohli by sa pri krížovom ohni chytiť dobré spomienky? Mohli by byť vymazaní celí ľudia, miesta alebo skúsenosti v plnom prúde „Večného slnečného svitu nepoškvrnenej mysle“?
"Ako môžeme ovplyvniť iba zlé spomienky, ktoré nechceme spôsobiť recidívu - a nechať všetko ostatné?" Spýtal sa Torregrossa. „Ako ďaleko ideme touto cestou ovplyvňovať myšlienky človeka?“
