Smegenų grandinė, kuri kontroliuoja sprendimus, skatinančius didelį nerimą
Data:
Gali 28, 2015
šaltinis:
Masačusetso technologijos institutas
santrauka:
Kai kurie sprendimai sukelia daug daugiau nerimo nei kiti. Tarp labiausiai nerimą keliančių dalykų yra tos, kurios apima ir teigiamus, ir neigiamus elementus, tokį pasirinkimą, kad norėtumėte užsidirbti didesnį mokestį mieste, kuris yra toli nuo šeimos ir draugų, palyginti su pasirinkimu palikti mažesnį atlyginimą.
Kai kurie sprendimai sukelia daug daugiau nerimo nei kiti. Tarp labiausiai nerimą keliančių dalykų yra tos, kurios apima ir teigiamus, ir neigiamus elementus, tokį pasirinkimą, kad norėtumėte užsidirbti didesnį mokestį mieste, kuris yra toli nuo šeimos ir draugų, palyginti su pasirinkimu palikti mažesnį atlyginimą.
MIT mokslininkai dabar nustatė neuroninę grandinę, kuri, atrodo, grindžiama sprendimų priėmimu šios rūšies situacijoje, kuri vadinama artėjimo tūpimo konfliktu. Rezultatai gali padėti tyrėjams atrasti naujų būdų, kaip gydyti psichikos sutrikimus, turinčius sutrikusią sprendimų priėmimą, pavyzdžiui, depresiją, šizofreniją ir pasienio asmenybės sutrikimus.
„Norėdami sukurti tokio tipo sutrikimų gydymą, turime suprasti, kaip veikia sprendimų priėmimo procesas“, - sako Aleksandras Friedmanas, MIT „McGovern“ smegenų tyrimų instituto mokslininkas ir knygos, kurioje aprašomas išvados gegužės 28 d Ląstelė.
Friedmanas ir kolegos taip pat parodė pirmąjį žingsnį kuriant galimus šių sutrikimų gydymo būdus: manipuliuodami šia grandine graužikams, jie galėjo pakeisti pirmenybę mažesnės rizikos, mažesnio pelningumo pasirinkimams, pirmenybę teikiant didesnėms išmokoms, nepaisant didesnių išlaidų.
Vyresnysis šio straipsnio autorius yra Ann Graybiel, MIT instituto profesorė ir McGovern instituto narė. Kiti autoriai yra postdokso Daigo Homma, mokslininkai Leifas Gibas ir Ken-ichi Amemori, studentai Samuelis Rubinas ir Adamas Hoodas bei techninis asistentas Michaelas Riadas.
Sunku pasirinkti
Naujas tyrimas išaugo iš pastangų išsiaiškinti striposomų - ląstelių grupių, pasiskirstančių per striatumą, vaidmenį - didelį smegenų regioną, susijusį su judesių ir emocijų koordinavimu ir susijusius su kai kuriais žmogaus sutrikimais. Graybielis prieš daugelį metų atrado striosomas, tačiau jų funkcija išliko paslaptinga, iš dalies dėl to, kad jos yra tokios mažos ir giliai smegenyse, kad sunku jas vaizduoti naudojant funkcinį magnetinio rezonanso vaizdą (fMRI).
Ankstesni Graybielio laboratorijos tyrimai nustatė smegenų prefrontalinės žievės regionus, kurie projektuojasi į striosomas. Šie regionai buvo įtraukti į emocijų apdorojimą, todėl tyrėjai įtarė, kad ši grandinė taip pat gali būti susijusi su emocijomis.
Norėdami patikrinti šią idėją, mokslininkai tyrė peles, nes jos atliko penkis skirtingus elgesio uždavinius, įskaitant požiūrio vengimo scenarijų. Tokioje situacijoje žiurkės, bėgančios labirintą, turėjo pasirinkti vieną variantą: stiprų šokoladą, kuris jiems patinka, ir ryškią šviesą, kuris ne, ir variantą su silpnesniu, bet silpnesniu šokoladu.
Kai žmonės priversti priimti tokio pobūdžio sprendimus dėl išlaidų ir naudos, jie dažniausiai patiria nerimą, kuris daro įtaką jų pasirinkimams. "Šio tipo užduotys gali būti labai svarbios nerimo sutrikimams", - sako Gibas. "Jei galėtume sužinoti daugiau apie šią schemą, gal galėtume padėti žmonėms, turintiems tų sutrikimų".
Mokslininkai taip pat ištyrė žiurkes keturiuose kituose scenarijuose, kuriuose buvo lengviau ir mažiau nerimauti.
„Palyginę šių penkių užduočių atlikimą, galėtume pažvelgti į sprendimų priėmimo į sąnaudas ir naudą, palyginti su kitais sprendimų priėmimo būdais, leidžiančius padaryti išvadą, kad sprendimų dėl sąnaudų ir naudos priėmimas yra unikalus“, - sako Friedmanas.
Naudodamiesi optogenetika, kuri leido jiems paversti žievės įterpimą į striosomas įjungti arba išjungti švytėjimą žievės ląstelėse, tyrėjai nustatė, kad grandinė, jungianti žievę su striosomomis, vaidina priežastinį vaidmenį priimant sprendimus artėjimo tūpimo užduotyje, bet kitų sprendimų priėmimo tipų.
Kai tyrėjai išjungė įvestį į žievės striosomas, jie nustatė, kad žiurkės dažniau pasirinko didelės rizikos, didelio atlygio pasirinkimą, kaip ir anksčiau. Jei tyrėjai paskatino įvesti į striosomas, žiurkės retkarčiais pradėjo rinktis didelę kainą, didelį atlygį.
Niujorko universiteto fiziologijos ir neuromokslų profesorius Paulas Glimcheris tyrimą apibūdina kaip „šedevrą“ ir sako, kad jį ypač sužavėjo naujos technologijos - optogenetikos - naudojimas siekiant išspręsti ilgametę paslaptį. Tyrimas taip pat atveria galimybę studijuoti striosomos funkciją kitokio pobūdžio sprendimus priimant, priduria jis.
"Tai nulaužia 20 metų galvosūkį, kurį parašė [Graybielis] - ką veikia striosomos?" sako Glimcheris, kuris nebuvo tyrėjų grupės narys. „Po 10 metų turėsime daug išsamesnį vaizdą, kurio pamatinis akmuo yra šis dokumentas. Ji parodė, kad galime atsakyti į šį klausimą, ir atsakė į ją vienoje srityje. Daug laboratorijų dabar tai imsis ir išspręs kitose srityse “.
Emocinis vartininkas
Rezultatai rodo, kad striatumas ir ypač striosomos gali veikti kaip vartotojas, kuris sugeria jutimo ir emocinę informaciją, gaunamą iš žievės, ir integruoja jį, kad priimtų sprendimą, kaip reaguoti, sako mokslininkai.
Atrodo, kad ši vartų sargų grandinė apima ir vidurinių smegenų dalį, vadinamą substantia nigra, kurioje yra dopamino turinčių ląstelių, kurios vaidina svarbų vaidmenį motyvuojant ir judant. Tyrėjai mano, kad aktyvavusios iš striosomų, šios substantia nigra ląstelės sukelia ilgalaikį poveikį gyvūno ar žmogaus paciento požiūriui į sprendimus.
"Mes taip norėtume rasti būdą, kaip panaudoti šias išvadas, siekiant palengvinti nerimo sutrikimą ir kitus sutrikimus, kuriems būdinga nuotaika ir emocijos", - sako Graybielis. „Tokiam darbui yra tikras prioritetas.“
Be galimo nerimo sutrikimų gydymo, mokslininkai dabar bando geriau suprasti dopamino turinčių substantia nigra ląstelių vaidmenį šioje grandinėje, kuri vaidina svarbų vaidmenį sergant Parkinsono liga ir taip pat gali būti susijusi su susijusiais sutrikimais.
Tyrimą finansavo Nacionalinis psichikos sveikatos institutas, CHDI fondas, Išplėstinė mokslinių tyrimų projektų agentūra, JAV kariuomenės tyrimų biuras, Bachmann-Strauss Dystonia ir Parkinsono fondas, William N. ir Bernice E. Bumpus fondas.
Istorijos šaltinis:
Pirmiau pateikta istorija pagrįsta medžiagos pateikė Masačusetso technologijos institutas. Originalų straipsnį parašė Anne Trafton. Pastaba: medžiagos gali būti redaguojamos dėl turinio ir ilgio.
Žurnalo nuoroda:
- Aleksandras Friedmanas, Daigo Homma, Leifas G. Gibbas, Ken-Ichi Amemori, Samuelis J. Rubinas, Adam S. Hood, Michael H. Riad, Ann M. Graybiel. Corticostriatal Path Targeting Striosomes kontroliuoja sprendimų priėmimą pagal konfliktą. Ląstelė, 2015 DOI: 10.1016 / j.cell.2015.04.049
Sprendimų priėmimo procesas: Optogenetics atskleidžia smegenų tinklą, dalyvaujantį emociniuose pasirinkimuose
Gegužės 28, 2015 12: 13 PM Susan Scutti
Artėjant artėjimo tūpimo konfliktams, mūsų smegenys pasiekia specializuotą tinklą, kuriame dalyvauja striosomai, kad galėtume priimti sudėtingus ir emocinius sprendimus. Nuotrauka mandagumo Shutterstock.
Jums reikia daugiau pinigų, taigi norėtumėte dirbti su dideliu darbo užmokesčiu, tačiau žinote, kad tai reikštų daug sunkių darbų ir, galbūt, vėlai vakare ir savaitgaliais. Kai tik tikslas yra pageidautinas ir nepatogus, mes patiriame psichologinį konfliktą, žinomą kaip požiūrio vengimas. Šių konfliktų metu mūsų smegenys pasiekia specializuotą tinklą, kuris padeda mums priimti sudėtingus ir emocinius sprendimus MIT neurologai. Ši neuroninė grandinė prasideda ir baigiasi striosomomis.
Kas yra striosomos? Šios ląstelių grupės pasiskirsto per striatumą - didelį smegenų regioną po smegenų žieve, kuri yra susijusi su mūsų judėjimų koordinavimu prie mūsų motyvacijų. Tačiau striosomos yra tokios mažos ir gulėjo taip giliai smegenyse, todėl mokslininkams sunku juos atvaizduoti su fMRI. Dėl šios priežasties jie lieka neatrastos smegenų teritorijos.
Ankstesni dr. Ann Graybiel, MIT profesoriaus ir McGovern instituto smegenų tyrimo instituto, tyrimai parodė smegenų prefrontalinės žievės regionus, kurie projektuoja į striosomas. Kadangi šie regionai padėjo apdoroti emocijas, tyrėjai įtarė, kad visa smegenų grandinė gali būti susijusi su emocijomis. Svarbu tai, kad beždžionėse sprendimai, kurių buvo imtasi artėjimo tūpimo konfliktų metu, selektyviai aktyvuoja neuronų pogrupį medialiniame prefrontaliniame regione, kuris, atrodo, atitinka žmogaus zoną, nukreiptą į striosomas.
Norėdama geriau suprasti šią grandinę ir jos funkciją, MIT komanda sukūrė keletą eksperimentų.
Atrasti smegenis
Mokslininkai tyrinėjo žiurkes, nes atliko penkias skirtingas elgesio užduotis. Graužikų pasirinkimai buvo gana paprasti keturiuose nustatymuose, tačiau viename tyrime dalyviai sukūrė sudėtingesnį požiūrį į vengimą. Šio labirintą vykdančios užduoties metu žiurkės turėjo pasirinkti tarp dviejų variantų: vienas, kuriame buvo stiprus šokoladas (kuris jiems patinka) ir ryški šviesa (kas jiems nepatinka), ir kita galimybė su silpnesniu šviesiu, bet silpnesniu šokoladu.
Jei mes, žmonės, susidursime su panašiu požiūrio vengimas pasirinkdami, greičiausiai patirsime nerimą, kuris turės įtakos mūsų „sąnaudų ir naudos analizei“ ir galiausiai turės įtakos sprendimui.
Stebėdami žiurkių atsaką, mokslininkai pridėjo dar vieną šių penkių atskleidžiančių užduočių aspektą. Kai kurių labirintų metu mokslininkai pasuko į žiurkių striosomas ir išjungė juos, šviečiant šviesą tiesiai į žievės ląsteles - neuromoduliacijos metodą, žinomą kaip optogenetika.
Apšviečiant žiurkes sprendimų priėmimo procesus, tyrėjai nustatė, kad grandinės, jungiančios žievę su striosomomis, vaidmuo atliekant artėjimo tūpimo užduotį buvo svarbus, tačiau keturiose kitose užduotyse striosomos apskritai neturėjo įtakos sprendimų priėmimo procesui.
Šie rezultatai rodo, kad striatumas (ypač striosomos) gali veikti kaip psichikos vartai, sako mokslininkai. Striosomos sugeria jutimo ir emocinę informaciją, gautą iš žievės, ir tada ją integruoja, kad priimtų sprendimą.
Tą pačią grandinę, be kita ko, sudaro materia nigra, vidurio smegenų sritis, kurioje yra dopamino turinčių ląstelių. Kai striosomos aktyvuojasi, mokslininkai spekuliuoja, kad šiose „nigra“ ląstelėse yra ilgalaikis poveikis sprendimų priėmimo požiūris.
Galiausiai, šis tyrimas rodo naujas galimybes sumažintinerimas ir kitų nuotaikos ar emocinių sutrikimų. Geriau suprasdami dopamino turinčių substia nigra ląstelių vaidmenį, MIT gauja mano, kad jie taip pat gali sužinoti, kaip palengvinti ligos simptomus Parkinsonizmas ir susijusių sutrikimų.
Šaltinis: Friedman A, Homma D, Gibb LG ir kt. Kortikosterialinis kelias, nukreipiantis į striosomas, kontroliuoja sprendimų priėmimą esant konfliktui. Ląstelė. 2015.
;
