Nova istraživanja pokazuju da mali mozak, veliki deo ljudskog mozga koji su naučnici smatrali primarno uključenim u motoričku kontrolu, može igrati ključnu ulogu u traženju nagrade i socijalnom ponašanju. Nalazi mogu pomoći u budućim terapijama za liječenje zavisnosti.
Nova istraživanja pokazuju da mali mozak, veliki deo ljudskog mozga koji su naučnici smatrali primarno uključenim u motoričku kontrolu, može igrati ključnu ulogu u traženju nagrade i socijalnom ponašanju. Nalazi mogu pomoći u budućim terapijama za liječenje zavisnosti.
Nedavna istraživanja su nagovestila činjenicu da, pored pokreta, cerebelum takođe može da pomogne u kontroli kognitivnih funkcija, kao što su jezik, učenje i pažnja.
Sada, naučnici Albert Ajnštajn sa Medicinskog koledža u Bronx-u, NY, ukazuju na to da ovaj deo mozga takođe reguliše osećaj za nagradu i zavisnost .
Dr. Kamran Khodakhah, profesor i predsednik Odseka za neuronauku Dominik P. Purpura u Ajnštajnu, predvodio je novu studiju. Naučnici su sproveli studiju na miševima.
Prof. Khodakhah i njegov tim objavili su svoje rezultate u časopisu Science . Ilaria Carta, doktorska istraživačica u Ajnštajnu i dr Christopher Chen, prvi su autori ovog rada.
Zašto proučavati cerebelum?
Prof. Khodakhah i njegove kolege bili su podstaknuti u svojim istraživačkim nastojanjima novijim studijama koje su nagovestile ulogu malog mozga u zavisnosti i socijalnoj interakciji.
Na primer, neke studije su otkrile da cerebelum ne funkcioniše ispravno kod ljudi sa zavisničkim ponašanjem, poremećajem autističnog spektra (ASD), kognitivnim afektivnim sindromom i šizofrenijom .
Ostale MRI studije su pokazale da je cerebelum ljudi koji žive sa zavisnošću hiperaktivan kao odgovor na nadražaje na koje se njihova zavisnost odnosi, kao što je slika šprica.
„Ideja da je cerebelum učinio mnogo više od kontrolnog pokreta naišao je na mnogo skepticizma“, objašnjava viši autor studije, „i niko nije imao stvarne naznake kako bi mali mozak mogao uticati na oslobađanje dopamina“.
Naučnici su dopamin nazvali „seks, droge i rock’n’roll“ neurotransmiter zbog njegove ključne uloge u ponašanju koje traži nagradu. Kada ljudi – ili primati – dobiju ugodnu nagradu, bilo na kraju procesa učenja ili u rekreativne svrhe, njihovo telo oslobađa hormon.
Druga oblast mozga koju su naučnici naveli u procesu nagrađivanja je takozvana ventralna tegmentalna oblast (VTA). Tako, u trenutnoj studiji, naučnici su postavili hipotezu da bi neuroni u malom mozgu nekako komunicirali sa VTA neuronima, koji su odgovorni za oslobađanje dopamina.
Koristeći svetlo za proučavanje neurona u miševima
Naučnici su koristili optogenetiku da testiraju svoju hipotezu. Optogenetika je tehnika u kojoj naučnici genetski modifikuju neurone tako da reaguju na svetlost.
Genetski izazivajući fotosenzitivnost, istraživači mogu selektivno aktivirati aksone neurona u malom mozgu. Time su želeli da vide kako će neuroni u VTA biti pogođeni.
Trećina VTA neurona ispalila je odgovor na stimulaciju aksona, dokazujući da neuroni u malom mozgu komuniciraju sa onima u VTA.
Zatim, naučnici su želeli da vide kako, ako uopšte, ova interneuronska komunikacija utiče na ponašanje koje traži nagradu. Da bi ispitali ovaj aspekt, istraživači su sproveli niz eksperimenata na miševima.
Kako cerebelum utiče na traženje nagrade
U prvom eksperimentu, glodari su bili slobodni da istraže sva četiri ugla sobe, ali kada su stigli do jednog specifičnog ugla, istraživači su stimulisali cerebelarne neurone glodavaca pomoću optogenetike.
Naučnici su postavili hipotezu da ako bi stimulacija bila prijatna, glodari bi nastavili da traže zadovoljavajuće ponašanje – to jest, oni bi se više puta vraćali u ugao gde su dobili prijatnu stimulaciju.
Kao što je tim očekivao, stimulisani glodavci su se odlučili da se vrate u isti ugao češće od kontrolnih miševa.
Zatim, da bi potvrdili da stimulacija aksona cerebelarnih neurona ima ulogu u zavisnosti, istraživači su miševe uslovili da dobiju ugodnu stimulaciju tih aksona u jarko osvijetljenom području.
Tipično, miševi izbegavaju jaka svetla i imaju tendenciju da se osećaju prijatnije u mraku, gde mogu da izbegnu predatore. Ali u ovom finalnom eksperimentu, oni su izabrali da idu protiv svoje uobičajene preferencije, radi ugodne stimulacije.
“ Iako miševi obično izbegavaju svetle oblasti, sada su preferencijalno trčali prema svetlu, jer su se tamo setili da dobijaju nagradu […] To sugeriše da mali mozak igra ulogu u ponašanju zavisnosti.“ – ističe Kamran Khodakhah
Mali mozak je takođe ključan za socijalno ponašanje
Drugi eksperiment je otkrio da put između cerebralnih aksona i VTA neurona takođe igra ulogu u socijalnom ponašanju.
Istraživači su stavili miševe u kutiju sa tri komore. Glodari su imali mogućnost da komuniciraju sa predmetom, drugim mišem, ili da budu sami u praznom području.
Kada su se odlučili za društvenu interakciju, putevi cerebelarnih aksona – VTA neurona su bili najaktivniji. Međutim, kada su naučnici koristili optogenetiku da utišaju ovaj neuronski put, glodari su izabrali da budu sami ili da interaguju sa neživim predmetom.
Rezultati su pokazali istraživačima da cerebralni aksoni-VTA neuroni mogu biti disfunkcionalni u osoba sa ASD-om.
„Naši podaci podržavaju ulogu malog mozga u procesu nagrađivanja i kontroli društvenog ponašanja“, zaključuju autori.
„Mi predlažemo da ovaj […] put objasni, barem delimično, povezanost između malog mozga i ovisničkog ponašanja i daje osnovu za ulogu malog mozga u drugim motivisanim i socijalnim ponašanjima.“