Όταν το σκυλί του Ιβάν Παβλόφ άκουσε το κουδούνι ενός κουδουνιού, το κουτάβι άρχισε να σαλιεύει για να περιμένει το δείπνο του. Όταν οι αρουραίοι του καθηγητή Mary Torregrossa έμαθαν παρόμοιο τόνο, ζήτησαν κοκαΐνη. Τουλάχιστον, κάποιοι από αυτούς - πριν η Torregrossa και οι συνάδελφοί της ξαναγράψουν τις αναμνήσεις τους.
Ο Torregrossa μελετά την ψυχολογία του εθισμού και των υποτροπών στο Πανεπιστήμιο του Pittsburgh School of Medicine (όπου είναι επίσης αναπληρωτής καθηγητής ψυχιατρικής). Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 22 Ιανουαρίου στο περιοδικό Cell Reports, η Torregrossa και δύο από τους συναδέλφους της δημιούργησαν ένα π Pavlovian πείραμα στο οποίο μια ομάδα εργαστηριακών αρουραίων ήρθε να συσχετίσει ένα συγκεκριμένο οπτικοακουστικό σύνθημα με τη βιασύνη μιας έγχυσης κοκαΐνης.
Τελικά, απλώς βλέποντας ή ακούγοντας το σύνθημα, οι αρουραίοι επιθυμούν περισσότερη κοκαΐνη - μέχρι που οι ερευνητές "διαγράψουν" αυτή τη σχέση από τους εγκεφάλους των αρουραίων χρησιμοποιώντας μια τεχνική νευρικής διέγερσης που ονομάζεται optogenetics. Ξαφνικά, οι αρουραίοι που εκτέθηκαν στο ίδιο οπτικοακουστικό σύνθημα που κάποτε έκαναν το μυαλό τους να λάμπει με πρόβλεψη, δεν έδειξε κανένα ενδιαφέρον για τη συμβουλή.
"Ήταν σαν να μην είχαν δει ποτέ κοκαΐνη", δήλωσε ο Torregrossa Live Science. "Αυτό είναι συναρπαστικό, επειδή υπάρχει η πιθανότητα ότι, κάτω από το δρόμο, θα μπορούσαν να υπάρχουν τεχνολογίες νευρικής διέγερσης που θα μπορούσαν ενδεχομένως να μειώσουν την επιθυμία για υπονόμευση και την υποτροπή στον άνθρωπο."
Αιώνια ηλιοφάνεια του μυαλού των τρωκτικών
Στη νέα μελέτη, οι αρουραίοι Torregrossa τοποθετήθηκαν ένα προς ένα σε ειδικό κλουβί με μοχλό συνδεδεμένο σε μια αντλία. Όταν ένας αρουραίος πιέζει το μοχλό, η αντλία έδωσε στον αρουραίο μια μικρή ενδοφλέβια δόση κοκαΐνης. Κάθε φορά που συνέβη αυτό, ένα λαμπρό φως πάνω από το μοχλό ανάβει για 10 δευτερόλεπτα, ενώ στον κλωβό παίζεται ένας μονότονος θόρυβος κουδουνισμού.
Όταν ένας αρουραίος επαναλάμβανε αυτό το τελετουργικό πολλές φορές, ο Τόρεγκοσα είπε ότι ο συνδυασμός φωτός και θορύβου έγινε ένα «κουβούκλιο» που η πορεία της κοκαΐνης ήταν στο δρόμο - κάτι σαν το περίφημο κουδούνι για δείπνο του Pavlov, αλλά για αυτοθεραπεία τρωκτικά.
Κάθε φορά που οι αρουραίοι εκτέθηκαν σε αυτό το ελαφρύ / ήχο σύνθημα σε επόμενες δοκιμές, οι εγκέφαλοί τους έδειξαν αυτό που ο Torregrossa ονόμαζε μια «επιθυμία» ή «απόκριση υποτροπής» στα ερεθίσματα και οι αρουραίοι συνέχιζαν να σβήνουν τον μοχλό «σε πραγματικά υψηλά ποσοστά», όταν ο μοχλός τους δεν τους παρείχε πλέον κοκαΐνη.
Χρησιμοποιώντας μικροσκοπικά ηλεκτρόδια τοποθετημένα στον εγκέφαλο κάθε τρωκτικού, οι ερευνητές είδαν ότι αυτή η απόκρυψη ανταποκρινόταν σε αυξημένη δραστηριότητα στην αμυγδαλή ενός αρουραίου - ένα κέντρο συναισθηματικής επεξεργασίας που ήταν υπεύθυνο για τον φόβο και την ευχαρίστηση. (Αυτή η αμυγδαλωτή συστάδα νευρώνων έχει προηγουμένως συνδεθεί με την επιθυμία στον άνθρωπο, επίσης.)
"Στη συνέχεια, θέλαμε να δούμε αν θα μπορούσαμε να μειώσουμε τεχνητά αυτούς τους πόθους με την τόνωση της πορείας στην αμυγδαλή", δήλωσε ο Torregrossa.
Για να γίνει αυτό, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια τεχνική που ονομάζεται οπτογενετική - ένας τρόπος εισαγωγής ευαίσθητων στο φως πρωτεϊνών στον εγκέφαλο ενός ζώου, και στη συνέχεια να τους εκθέσει σε έγχρωμες ακτίνες φωτός για να μεταβούν αποτελεσματικά τα κύτταρα "ανοικτά" ή "εκτός" κατά βούληση.
Σε προηγούμενες μελέτες, οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει με επιτυχία αυτήν την τεχνική για να σταματήσουν τα ποντίκια να έχουν επιληπτικές κρίσεις ή να τους διψούν με εντολή. Η Torregrossa και η ομάδα της ήθελαν να την χρησιμοποιήσουν για να απενεργοποιήσουν τους πόθους που προκαλούσαν οι επίδοξοι από τους αρουραίους τους. Έτσι, έκαναν έγχυση των αρουραίων τους με έναν ειδικό ιό που φέρει φωτοευαίσθητες πρωτεΐνες, οι οποίες εγκαθιστούσαν κατάστημα στην κυτταρική διασταύρωση όπου εισέρχονται στην αμυγδαλή αισθητικές πληροφορίες (όπως ο ήχος και το φως).
Με τη δέσμευση αυτών των κυττάρων σε ένα μπλε φως λέιζερ LED, οι ερευνητές θα μπορούσαν να ελέγξουν τη ροή των πληροφοριών στους κόμβους επεξεργασίας των συναισθημάτων των αρουραίων. Σε αυτή την περίπτωση, αυτό σήμαινε την επιβράδυνση της σημασίας της ουσίας φαρμάκων καθώς εισήλθε στην αμυγδαλή. Πράγματι, όταν συνδυάζουν αυτή τη διέγερση με το γαλάζιο φως με τα γνωστά παλαβλοειδή φάρμακα των αρουραίων, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι θα μπορούσαν ουσιαστικά να εξαπατήσουν τα τρωκτικά να ξεχνούν ότι ο συνδυασμός ήχου / φωτός είχε οτιδήποτε έχει να κάνει με την ευχαρίστηση μιας υψηλής κοκαΐνης. Ξαφνικά, είχαν πολύ μικρότερο ενδιαφέρον να χτυπήσουν το μοχλό κοκαΐνης στα κλουβιά τους.
"Μετά από μόλις 15 λεπτά από αυτή τη διέγερση του μπλε φωτός, η συμπεριφορά των υποτροπών των αρουραίων μειώθηκε αισθητά", δήλωσε ο Torregrossa. "Είναι ουσιαστικά σαν να διαγράψαμε τις αναμνήσεις τους, έτσι δεν ανταποκρίθηκαν στο συγκεκριμένο σύνθημα πια".
"Πολύ φουτουριστικές" ερωτήσεις
Ενώ αυτή η εμφανής τεχνική μνήμης-διαγραφής είναι ένα συναρπαστικό εύρημα, ο Torregrossa σημείωσε ότι θα μπορούσε να είναι μια προσωρινή λύση σε ένα πολύ πιο περίπλοκο παζλ με τον τρόπο με τον οποίο ο εθισμός μεταβάλλει τον εγκέφαλο. Είναι πιθανό, για παράδειγμα, ότι αν οι νεοαποκατεστημένοι αρουραίοι έλαβαν και πάλι κοκαΐνη με την παρουσία αυτού του γνωστού οπτικοακουστικού συνθηματικού, οι επιθυμίες τους για την υποκίνηση και την υποτροπή θα "ξαναγυρνούσαν", όπως ήταν πριν.
Ακόμα, η επιτυχία της ομάδας δημιουργεί μερικές ενδιαφέρουσες δυνατότητες για το μέλλον της παρακολούθησης και της αντιμετώπισης του εθισμού, και πιθανώς ακόμη και των εγκεφαλικών διαταραχών, στους ανθρώπους. Η Torregrossa δήλωσε ότι άρχισε να μιλάει με τους συναδέλφους της στο τμήμα της Νευρολογίας του Πανεπιστημίου του Πίτσμπουργκ για τη βιωσιμότητα των νευρικών εμφυτευμάτων που θα μπορούσαν να παρακολουθήσουν τους αμυγδαλικούς νευρώνες ενός ατόμου και στη συνέχεια να ενεργοποιηθούν για να καταστείλουν μια απάντηση λαχτάρα ή υποτροπής.
Όλα αυτά είναι "πολύ φουτουριστικά", δήλωσε ο Torregrossa και - εάν μια τέτοια θεραπεία είναι εφικτή στους ανθρώπους - είναι επίσης βυθισμένη σε ερωτήματα ηθικής. Εάν η κίνηση ενός διακόπτη μπορεί να "διαγράψει" τη μνήμη ενός σκανδαλισμένου παράγοντα επαναφοράς φαρμάκου, τι άλλο θα μπορούσε να διαγράψει; Θα μπορούσαν οι καλές αναμνήσεις να παγιδευτούν στη διασταύρωση; Θα μπορούσαν ολόκληροι άνθρωποι, τόποι ή εμπειρίες να σβηστούν σε μια γεμάτη φουσκωτή μόδα "Αιώνια ηλιοφάνεια του άσπιτου μυαλού";
"Πώς μπορούμε να επηρεάσουμε μόνο τις κακές αναμνήσεις που δεν θέλουμε να προκαλέσουμε υποτροπή - και να αφήσουμε οτιδήποτε άλλο μόνο;" Ρώτησε ο Torregrossa. "Πόσο κάτω από αυτόν τον δρόμο πάμε να επηρεάσουμε τις σκέψεις ενός ατόμου;"
