Η βασική περιοχή του εγκεφάλου παίζει καθοριστικό ρόλο στον εθισμό
Νέα έρευνα διαπιστώνει ότι η παρεγκεφαλίδα, ένα μεγάλο μέρος του ανθρώπινου εγκεφάλου που οι επιστήμονες πίστευαν ότι συμμετείχε κυρίως στον έλεγχο του κινητήρα, μπορεί να διαδραματίσει βασικό ρόλο στην αναζήτηση ανταμοιβών και στις κοινωνικές συμπεριφορές. Τα ευρήματα μπορεί να βοηθήσουν στην ενημέρωση μελλοντικών θεραπειών για τη θεραπεία του εθισμού.
Πρόσφατη έρευνα υπαινίχθηκε στο γεγονός ότι, εκτός από την κίνηση, η παρεγκεφαλίδα του εγκεφάλου μπορεί επίσης να βοηθήσει στον έλεγχο των γνωστικών λειτουργιών, όπως η γλώσσα, η εκμάθηση και η προσοχή.
Τώρα, οι επιστήμονες στο Albert Einstein College of Medicine στο Bronx της Νέας Υόρκης, προτείνουν ότι αυτή η περιοχή θα μπορούσε επίσης να ρυθμίσει την επεξεργασία ανταμοιβών και τον εθισμό.
Ο Kamran Khodakhah, Ph.D., καθηγητής και πρόεδρος του Τμήματος Νευροεπιστημών του Ντομίνικ Π. Πουπούρα στο Αϊνστάιν, ηγήθηκε της νέας μελέτης. Οι επιστήμονες διεξήγαγαν τη μελέτη σε ποντίκια.
Ο καθηγητής Khodakhah και η ομάδα του δημοσίευσαν τα αποτελέσματά τους στο περιοδικό Επιστήμη. Η Ilaria Carta, διδακτορικός ερευνητής στο Einstein και ο Christopher Chen, Ph.D., είναι και οι δύο πρώτοι συγγραφείς της εργασίας.
Γιατί να μελετήσετε την παρεγκεφαλίδα;
Ο καθηγητής Khodakhah και οι συνάδελφοί του ενθαρρύνθηκαν στην ερευνητική τους προσπάθεια από πιο πρόσφατες μελέτες που υπαινίχθηκαν τον ρόλο της παρεγκεφαλίδας στον εθισμό και την κοινωνική αλληλεπίδραση.
Για παράδειγμα, ορισμένες μελέτες έχουν διαπιστώσει ότι η παρεγκεφαλίδα δεν λειτουργεί σωστά σε άτομα με εθιστική συμπεριφορά, διαταραχή φάσματος αυτισμού (ASD), γνωστικό συναισθηματικό σύνδρομο και σχιζοφρένεια.
Άλλες μελέτες μαγνητικής τομογραφίας έδειξαν ότι η παρεγκεφαλίδα των ανθρώπων που ζουν με εθισμό είναι υπερκινητική σε απάντηση στα ερεθίσματα στα οποία σχετίζεται ο εθισμός τους, όπως μια εικόνα μιας σύριγγας.
«Η ιδέα ότι η παρεγκεφαλίδα έκανε πολύ πέρα από τον έλεγχο της κίνησης αντιμετωπίστηκε με μεγάλο σκεπτικισμό», εξηγεί ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης, «και κανείς δεν είχε πραγματικές ενδείξεις για το πώς η παρεγκεφαλίδα μπορεί να επηρεάσει την απελευθέρωση της ντοπαμίνης».
Οι επιστήμονες χαρακτήρισαν τη ντοπαμίνη ως το σεξ, τα ναρκωτικά και τον νευροδιαβιβαστή rock'n’roll λόγω του βασικού ρόλου της στη συμπεριφορά που αναζητά ανταμοιβή. Όταν οι άνθρωποι - ή τα πρωτεύοντα - λαμβάνουν μια ευχάριστη ανταμοιβή, είτε στο τέλος μιας μαθησιακής διαδικασίας είτε για ψυχαγωγικούς σκοπούς, το σώμα τους απελευθερώνει την ορμόνη.
Μια άλλη περιοχή του εγκεφάλου που οι επιστήμονες έχουν εμπλακεί στην επεξεργασία ανταμοιβής είναι η λεγόμενη κοιλιακή περιοχή τριβής (VTA). Έτσι, στην τρέχουσα μελέτη, οι επιστήμονες υπέθεσαν ότι οι νευρώνες στην παρεγκεφαλίδα θα επικοινωνούσαν κάπως με τους νευρώνες VTA, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για την απελευθέρωση της ντοπαμίνης.
Χρήση φωτός για τη μελέτη νευρώνων σε ποντίκια
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν την οπτογενετική για να ελέγξουν την υπόθεσή τους. Η οπτογενετική είναι μια τεχνική στην οποία οι επιστήμονες τροποποιούν γενετικά τους νευρώνες έτσι ώστε να ανταποκρίνονται στο φως.
Με τη γενετική πρόκληση της φωτοευαισθησίας, οι ερευνητές θα μπορούσαν να ενεργοποιήσουν επιλεκτικά τους άξονες των νευρώνων στην παρεγκεφαλίδα. Με αυτόν τον τρόπο, ήθελαν να δουν πώς θα επηρεαστούν οι νευρώνες στο VTA.
Το ένα τρίτο των νευρώνων VTA πυροδοτήθηκαν ως απόκριση στη διέγερση των αξόνων, αποδεικνύοντας ότι οι νευρώνες στην παρεγκεφαλίδα επικοινωνούν με εκείνους στο VTA.
Στη συνέχεια, οι επιστήμονες ήθελαν να δουν πώς, αν όχι καθόλου, αυτή η διεθνής επικοινωνία επηρέασε τη συμπεριφορά που αναζητούσε ανταμοιβή. Για να εξετάσουν αυτήν την πτυχή, οι ερευνητές διεξήγαγαν μια σειρά πειραμάτων σε ποντίκια.
Πώς η παρεγκεφαλίδα επηρεάζει την αναζήτηση ανταμοιβής
Στο πρώτο πείραμα, τα τρωκτικά ήταν ελεύθερα να εξερευνήσουν και τις τέσσερις γωνίες ενός δωματίου, αλλά όταν έφτασαν σε μια συγκεκριμένη γωνία, οι ερευνητές διέγειραν τους παρεγκεφαλιδικούς νευρώνες των τρωκτικών χρησιμοποιώντας οπτογενετική.
Οι επιστήμονες υπέθεσαν ότι, εάν η διέγερση ήταν ευχάριστη, τα τρωκτικά θα συνέχιζαν να αναζητούν την ανταμοιβή συμπεριφορά - δηλαδή, θα επέστρεφαν επανειλημμένα στη γωνία όπου έλαβαν την ευχάριστη διέγερση.
Όπως περίμενε η ομάδα, τα διεγερμένα τρωκτικά επέλεξαν να επιστρέψουν στην ίδια γωνία πιο συχνά από τα ποντίκια ελέγχου.
Στη συνέχεια, για να επιβεβαιώσουν ότι η διέγερση των αξόνων των παρεγκεφαλιδικών νευρώνων έπαιξε ρόλο στον εθισμό, οι ερευνητές ρυθμίζουν τα ποντίκια να λαμβάνουν ευχάριστη διέγερση αυτών των αξόνων σε μια φωτεινά περιοχή.
Συνήθως, τα ποντίκια αποφεύγουν τα έντονα φώτα και τείνουν να αισθάνονται πιο άνετα στο σκοτάδι, όπου μπορούν να αποφύγουν τα αρπακτικά. Αλλά σε αυτό το τελευταίο πείραμα, επέλεξαν να αντιταχθούν στη συνήθη προτίμησή τους, για χάρη της ευχάριστης διέγερσης.
«Αν και τα ποντίκια συνήθως αποφεύγουν τις φωτεινές περιοχές, τώρα προτιμούν να τρέχουν προς το φως, γιατί εκεί θυμήθηκαν να πάρουν μια ανταμοιβή […] Αυτό υποδηλώνει ότι η παρεγκεφαλίδα παίζει ρόλο στις εθιστικές συμπεριφορές».
Καθηγητής Kamran Khodakhah
Η παρεγκεφαλίδα είναι επίσης το κλειδί για την κοινωνική συμπεριφορά
Ένα άλλο πείραμα αποκάλυψε ότι η διαδρομή μεταξύ των παρεγκεφαλιδικών αξόνων και των νευρώνων VTA παίζουν επίσης ρόλο στην κοινωνική συμπεριφορά.
Οι ερευνητές έβαλαν ποντίκια σε ένα κουτί με τρεις θαλάμους. Τα τρωκτικά είχαν την επιλογή να αλληλεπιδράσουν με ένα αντικείμενο, ένα άλλο ποντίκι, ή να είναι μόνοι σε μια κενή περιοχή.
Όταν επέλεξαν να αλληλεπιδράσουν κοινωνικά, η παρεγκεφαλίδα των νευρώνων της παρεγκεφαλίδας-VTA ήταν πιο ενεργή. Ωστόσο, όταν οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν την οπτογενετική για να σιωπήσουν αυτό το νευρωνικό μονοπάτι, τα τρωκτικά επέλεξαν είτε να είναι μόνα είτε να αλληλεπιδράσουν με το άψυχο αντικείμενο.
Τα αποτελέσματα έδειξαν στους ερευνητές ότι η παρεγκεφαλίδα των νευρώνων-παρεγκεφαλιδικών νευρώνων μπορεί να είναι δυσλειτουργική σε άτομα με ASD.
«Τα δεδομένα μας υποστηρίζουν έναν ρόλο για την παρεγκεφαλίδα στην επεξεργασία ανταμοιβών και στον έλεγχο της κοινωνικής συμπεριφοράς», καταλήγουν οι συγγραφείς.
«Προτείνουμε ότι αυτό το […] μονοπάτι μπορεί να εξηγήσει, τουλάχιστον εν μέρει, τη σχέση μεταξύ της παρεγκεφαλίδας και των εθιστικών συμπεριφορών και παρέχει μια βάση για έναν ρόλο για την παρεγκεφαλίδα σε άλλες παρακινητικές και κοινωνικές συμπεριφορές».
