Circuitul creierului care controlează deciziile care determină o anxietate ridicată identificată
Data:
28 Mai, 2015
Sursa:
Massachusetts Institute of Technology
Rezumat:
Unele decizii provoacă mult mai multă anxietate decât altele. Printre cele mai provocatoare anxietate se numără cele care implică opțiuni atât cu elemente pozitive, cât și negative, alegând astfel o slujbă mai plăcută într-un oraș departe de familie și prieteni, în comparație cu alegerea de a rămâne cu mai puțină salarizare.
Unele decizii provoacă mult mai multă anxietate decât altele. Printre cele mai provocatoare anxietate se numără cele care implică opțiuni atât cu elemente pozitive, cât și negative, alegând astfel o slujbă mai plăcută într-un oraș departe de familie și prieteni, în comparație cu alegerea de a rămâne cu mai puțină salarizare.
Cercetătorii MIT au identificat acum un circuit neuronal care pare să stea la baza luării deciziilor în acest tip de situație, cunoscut sub numele de conflict de abordare-evitare. Constatarile ar putea ajuta cercetatorii sa descopere noi modalitati de tratare a tulburarilor psihice care prezinta deficiente de luare a deciziilor, cum ar fi depresie, schizofrenie, si tulburare de personalitate de frontiera.
„Pentru a crea un tratament pentru aceste tipuri de tulburări, trebuie să înțelegem cum funcționează procesul de luare a deciziilor”, spune Alexander Friedman, cercetător la Institutul McGovern pentru Cercetarea Creierului al MIT și autorul principal al unei lucrări care descrie constatări în numărul din 28 mai al Celulă.
Friedman și colegii au demonstrat, de asemenea, primul pas către dezvoltarea de terapii posibile pentru aceste tulburări: Prin manipularea acestui circuit la rozătoare, au fost capabili să transforme o preferință pentru opțiuni cu risc mai scăzut, cu mai puține plăți, la preferința pentru plăți mai mari, în ciuda costurilor lor mai mari.
Autorul principal al lucrării este Ann Graybiel, profesor al Institutului MIT și membru al Institutului McGovern. Alți autori sunt Daigo Homma postdoc, cercetătorii Leif Gibb și Ken-ichi Amemori, studenții Samuel Rubin și Adam Hood și asistentul tehnic Michael Riad.
A face alegeri grele
Noul studiu a rezultat dintr-un efort de a descoperi rolul striozomilor - grupuri de celule distribuite prin striatum, o regiune cerebrală mare implicată în coordonarea mișcării și emoției și implicată în unele tulburări umane. Graybiel a descoperit striosomii cu mulți ani în urmă, dar funcția lor a rămas misterioasă, în parte pentru că sunt atât de mici și adânci în creier încât este dificil să le imaginăm cu imagistică prin rezonanță magnetică funcțională (RMN).
Studiile anterioare din laboratorul lui Graybiel au identificat regiuni ale cortexului prefrontal al creierului care se proiectează spre striozomi. Aceste regiuni au fost implicate în procesarea emoțiilor, astfel încât cercetătorii au suspectat că acest circuit ar putea fi legat și de emoții.
Pentru a testa această idee, cercetătorii au studiat șoarecii în timp ce îndeplineau cinci tipuri diferite de sarcini comportamentale, inclusiv un scenariu de evitare a abordării. În acea situație, șobolanii care au un labirint au trebuit să aleagă între o opțiune care include ciocolată tare, care le place și lumină puternică, pe care nu o au, și o opțiune cu ciocolată mai slabă, dar mai slabă.
Atunci când oamenii sunt obligați să ia astfel de decizii cost-beneficiu, de obicei experimentează anxietate, care influențează alegerile pe care le fac. „Acest tip de sarcină este potențial foarte relevant pentru tulburările de anxietate”, spune Gibb. „Dacă am putea afla mai multe despre acest circuit, poate am putea ajuta oamenii cu aceste tulburări.”
Cercetatorii au testat, de asemenea, sobolani in alte patru scenarii in care alegerile au fost mai usoare si mai putin pline de anxietate.
„Prin compararea performanței în aceste cinci sarcini, am putea analiza procesul decizional cost-beneficiu față de alte tipuri de luare a deciziilor, permițându-ne să ajungem la concluzia că luarea deciziilor cost-beneficiu este unică”, spune Friedman.
Folosind optogenetica, care le-a permis sa transforme intrarile corticale in striosomuri sau stinse prin lumina stralucitoare a celulelor corticale, cercetatorii au descoperit ca circuitul care leaga cortexul de striosomii joaca un rol cauzal in influentarea deciziilor in abordarea-evitarea sarcinii, dar nici unul în alte tipuri de decizii.
Când cercetătorii au închis contribuția la striozomii din cortex, au descoperit că șobolanii au început să aleagă opțiunea cu risc ridicat, cu recompensă înaltă, la fel de mult ca procentul 20 mai des decât îl au ales anterior. În cazul în care cercetătorii au stimulat contribuția la striozomuri, șobolanii au început să aleagă mai rar opțiunea de cost cu o rată mare de recompensă.
Paul Glimcher, profesor de fiziologie și neuroștiințe la Universitatea din New York, descrie studiul ca o „capodoperă” și spune că este impresionat în mod deosebit de utilizarea unei noi tehnologii, optogenetica, pentru a rezolva un mister de lungă durată. Studiul deschide, de asemenea, posibilitatea studierii funcției striozomului în alte tipuri de luare a deciziilor, adaugă el.
„Aceasta sparge puzzle-ul de 20 de ani pe care [Graybiel] l-a scris - ce fac striozomii?” spune Glimcher, care nu a făcut parte din echipa de cercetare. „În 10 ani vom avea o imagine mult mai completă, a cărei lucrare este piatra fundamentală. Ea a demonstrat că putem răspunde la această întrebare și a răspuns într-un domeniu. O mulțime de laboratoare vor aborda acest lucru și o vor rezolva în alte domenii. ”
Terminalul emoțional
Constatarile sugereaza ca striatum, si striosomes in special, poate actiona ca un gatekeeper care absoarbe informatii senzoriale si emotionale care provin de la cortex si o integreaza pentru a lua o decizie cu privire la modul de a reactiona, spun cercetatorii.
Circuitul de la poartă pare, de asemenea, să includă o parte a creierului mediu numită substantia nigra, care are celule care conțin dopamină, care joacă un rol important în motivație și mișcare. Cercetătorii consideră că, atunci când sunt activate de aportul de la striozomi, aceste celule substantia nigra produc un efect pe termen lung asupra atitudinilor decizionale ale unui pacient animal sau uman.
„Ne-ar plăcea atât de mult să găsim o modalitate de a folosi aceste descoperiri pentru ameliorarea tulburărilor de anxietate și a altor tulburări în care starea de spirit și emoția sunt afectate”, spune Graybiel. „Genul acesta de muncă are o reală prioritate”.
În plus față de urmărirea posibilelor tratamente pentru tulburările de anxietate, cercetătorii încearcă acum să înțeleagă mai bine rolul celulelor substantia nigra care conțin dopamină în acest circuit, care joacă un rol critic în boala Parkinson și poate fi, de asemenea, implicat în tulburări conexe.
Cercetarea a fost finanțată de Institutul Național de Sănătate Mintală, Fundația CHDI, Agenția pentru Proiecte de cercetare avansată în domeniul Apărării, Biroul de Cercetare al Armatei din SUA, Fundația Dystonie Bachmann-Strauss și Parkinson și Fundația William N. și Bernice E. Bumpus.
Povestea Sursa:
Povestea de mai sus se bazează pe Materiale furnizate de către Massachusetts Institute of Technology. Articolul original a fost scris de Anne Trafton. Notă: materialele pot fi editate pentru conținut și lungime.
Referința jurnalului:
- Alexander Friedman, Daigo Homma, Leif G. Gibb, Ken-Ichi Amemori, Samuel J. Rubin, Adam S. Hood, Michael H. Riad, Ann M. Graybiel. O cale corticostriatală care vizează striosomii controlează luarea deciziilor în conflicte. Celulă, 2015 DOI: 10.1016 / j.cell.2015.04.049
Procesul de luare a deciziilor: Optogenetica descoperă rețeaua creierului implicată în opțiunile emoționale
Mai 28, 2015 12: 13 PM By Susan Scutti
În timpul conflictelor de abordare-evitare, creierul nostru accesează o rețea specializată care implică striosomii pentru a ne ajuta să luăm decizii dificile și emoționale. Fotografie curtoazie de Shutterstock.
Aveți nevoie de mai mulți bani, deci doriți un loc de muncă foarte bine plătit, totuși știți că ar însemna o mulțime de muncă grea și, probabil, nopți târzii și weekend-uri. Ori de câte ori un obiectiv este atât de dorit, cât și de dezagreabil, experimentăm un conflict psihologic cunoscut sub numele de abordare de evitare. În timpul acestor conflicte, creierul nostru accesează o rețea specializată care ne ajută să luăm deciziile dificile și emoționale MIT neuroștiști. Acest circuit neural începe și se termină cu striosomi.
Care sunt exact striosomurile? Aceste grupuri de celule sunt distribuite prin striat - o regiune creier mare sub cortexul cerebral care este implicată în coordonarea mișcărilor noastre la motivațiile noastre. Cu toate acestea, striosomii sunt atât de mici și se află atât de adânc în creier, cercetătorii consideră că este dificil să le imaginăm cu o fMRI. Din acest motiv, ele rămân un teritoriu nedescoperit al creierului.
Studiile anterioare din laboratorul Dr. Ann Graybiel, profesor la MIT și membru al Institutului McGovern pentru Cercetări Brainice, au identificat regiuni ale cortexului prefrontal al creierului care se proiectează la striozomuri. Deoarece aceste regiuni au ajutat la procesarea emoțiilor, cercetătorii suspectau că întregul circuit al creierului ar putea fi legat într-un fel de emoții. Foarte important, la maimuțe, deciziile luate în timpul conflictelor de evitare a abordării selectiv activează un subset de neuroni într-o regiune mediană prefrontală care pare să corespundă zonei umane care vizează striosomii.
Dorind să înțeleagă mai bine acest circuit și funcția sa, echipa MIT a proiectat o serie de experimente.
Descoperirea creierului
Cercetatorii au studiat sobolani in timp ce au efectuat cinci tipuri diferite de sarcini comportamentale. Alegerile rozătoarelor au fost relativ simple în patru dintre setări, dar într-unul, cercetătorii au construit un scenariu mai complex de abordare-evitare. În timpul acestei misiuni de rulare, șobolanii trebuiau alege între două opțiuni: una care include ciocolată tare (care le place) și o lumină puternică (care nu le place) și o altă opțiune cu ciocolată mai slabă, dar mai slabă.
Dacă omul ar trebui să se confrunte cu un om similar abordare de evitare la alegere, cel mai probabil am experimenta anxietate, care ar influența „analiza cost-beneficiu” și, în cele din urmă, ne va influența decizia.
Observând răspunsul șobolanilor, cercetătorii au adăugat o altă dimensiune acestor cinci sarcini revelative. În timpul unor runde de labirint, oamenii de știință au transformat intrarea corticală în striozoamele șobolanilor și stinși prin strălucirea luminii direct pe celulele corticale - o metodă de neuromodulare cunoscută sub numele de optogenetics.
Prin iluminarea șobolanilor, procese decizionale, cercetătorii au descoperit că circuitul care leagă cortexul de striosomii a jucat un rol în timpul sarcinii de abordare-evitare, dar în celelalte patru sarcini, striosomii nu au influențat deloc procesul de luare a deciziilor.
Aceste constatari sugereaza striatum (si striosomes in special) pot actiona ca un gatekeeper mentale, spun cercetatorii. Striosomii absoarbe informații senzoriale și emoționale provenind din cortex și apoi o integrează pentru a lua o decizie.
Același circuit pare să includă substantia nigra, o regiune de momeală care conține celule care conțin dopamină. Atunci cand este activat de striosomi, cercetatorii speculeaza, aceste celule substantia nigra produc un efect pe termen lung atitudini decizionale.
În cele din urmă, această cercetare sugerează noi posibilități de alinarenxiety și alte tulburări de dispoziție sau emoționale. Printr-o mai buna intelegere a rolului celulelor substantia nigra care contin dopamina, gasca de la MIT considera ca si ei pot invata cum sa usureze simptomele boala Parkinson și afecțiunile asociate.
Sursă: Friedman A, Homma D, Gibb LG și colab. O cale corticostriatală care vizează striozomii controlează luarea deciziilor în conflict. Celulă. 2015.
;