Mozgový obvod, ktorý riadi rozhodnutia, ktoré vyvolávajú vysokú úzkosť
Dátum:
Môže 28, 2015
zdroj:
Massachusetts Institute of Technology
Zhrnutie:
Niektoré rozhodnutia vzbudzujú oveľa viac strachu ako iné. Medzi najviac vyvolávajúce obavy patria tie, ktoré zahŕňajú možnosti s pozitívnymi aj negatívnymi prvkami, ako je napríklad voľba zamestnania s vyššou platbou v meste ďaleko od rodiny a priateľov, v porovnaní s výberom zostať s nižšou mzdou.
Niektoré rozhodnutia vzbudzujú oveľa viac strachu ako iné. Medzi najviac vyvolávajúce obavy patria tie, ktoré zahŕňajú možnosti s pozitívnymi aj negatívnymi prvkami, ako je napríklad voľba zamestnania s vyššou platbou v meste ďaleko od rodiny a priateľov, v porovnaní s výberom zostať s nižšou mzdou.
Vedci MIT teraz identifikovali nervový obvod, ktorý sa zdá byť základom rozhodovania v tomto type situácie, ktorá je známa ako konflikt vyhýbania sa prístupu. Tieto nálezy by mohli pomôcť výskumníkom objaviť nové spôsoby liečby psychiatrických porúch, ktoré majú zhoršené rozhodovanie, ako sú depresia, schizofrénia a hraničné poruchy osobnosti.
„Aby sme mohli vyvinúť liečbu týchto typov porúch, musíme pochopiť, ako funguje rozhodovací proces,“ hovorí Alexander Friedman, vedecký pracovník McGovern Institute for Brain Research MIT a hlavný autor príspevku popisujúceho zistenia z 28. mája XNUMX Bunka.
Friedman a kolegovia tiež demonštrovali prvý krok k vývoju možných terapií týchto porúch: Manipuláciou s týmto obvodom u hlodavcov sa im podarilo zmeniť preferencie pre nižšie rizikové, nižšie výplaty na preferencie pre väčšie výplaty napriek ich väčším nákladom.
Hlavnou autorkou príspevku je Ann Graybiel, profesorka na Inštitúte MIT a členka McGovern Institute. Ďalšími autormi sú postdoktorand Daigo Homma, vedci z oblasti výskumu Leif Gibb a Ken-ichi Amemori, vysokoškoláci Samuel Rubin a Adam Hood a technický asistent Michael Riad.
Robiť ťažké rozhodnutia
Nová štúdia vyplynula zo snahy zistiť úlohu striozómov - zhlukov buniek distribuovaných cez striatum, veľkú oblasť mozgu zapojenú do koordinácie pohybu a emócií a zapojenú do niektorých ľudských porúch. Graybiel objavil striozómy pred mnohými rokmi, ale ich funkcia zostala záhadná, čiastočne preto, že sú také malé a hlboko v mozgu, že je ťažké ich zobraziť pomocou funkčnej magnetickej rezonancie (fMRI).
Predchádzajúce štúdie z Graybielovho laboratória identifikovali oblasti prefrontálnej kôry mozgu, ktoré vyčnievajú do striozómov. Tieto oblasti boli zapojené do spracovania emócií, takže vedci tušili, že tento okruh môže súvisieť aj s emóciami.
Na vyskúšanie tejto myšlienky výskumníci študovali myši, keď vykonávali päť rôznych typov behaviorálnych úloh vrátane scenára vyhýbania sa prístupu. V tejto situácii si krysy prevádzajúce bludisko museli zvoliť jednu z možností, ktorá zahŕňala silnú čokoládu, ktorá sa im páči, a jasné svetlo, ktoré sa im nepáči, a možnosť so slabším svetlom, ale slabšou čokoládou.
Keď sú ľudia nútení robiť tieto druhy rozhodnutí o nákladoch a výhodách, zvyčajne prežívajú úzkosť, ktorá ovplyvňuje ich rozhodnutia. "Tento typ úlohy je potenciálne veľmi dôležitý pre úzkostné poruchy," hovorí Gibb. "Keby sme sa o týchto obvodoch dozvedeli viac, možno by sme pomohli ľuďom s týmito poruchami."
Vedci tiež testovali potkany v ďalších štyroch scenároch, v ktorých bol výber ľahší a menej úzkostný.
„Porovnaním výkonu v týchto piatich úlohách by sme sa mohli pozrieť na rozhodovanie o nákladoch a výhodách v porovnaní s inými typmi rozhodovania, čo nám umožňuje dospieť k záveru, že rozhodovanie o nákladoch a prínosoch je jedinečné,“ hovorí Friedman.
Vedci zistili, že pomocou optogenetiky, ktorá im umožnila zapnúť alebo vypnúť kortikálny vstup do striosómov žiarením svetla na kortikálnych bunkách, zohráva príčinnú úlohu pri ovplyvňovaní rozhodnutí v úlohe predchádzania prístupu obvod, ktorý spája kortex so striozómami, ale vôbec nie v iných druhoch rozhodovania.
Keď vedci zastavili vstup do strioómov z kortexu, zistili, že potkany začali voliť vysoko rizikovú možnosť s vysokou odmenou až o 20 percent častejšie, ako predtým. Ak vedci stimulovali vstup do striozómov, potkany začali s výberom lacnejšej alternatívy s vysokou odmenou menej často.
Paul Glimcher, profesor fyziológie a neurovedy na Newyorskej univerzite, popisuje štúdiu ako „majstrovské dielo“ a hovorí, že na neho obzvlášť zapôsobilo použitie novej technológie, optogenetiky, na vyriešenie dlhotrvajúcej záhady. Štúdia tiež otvára možnosti štúdia striosómových funkcií v iných druhoch rozhodovania, dodáva.
"Toto prelomilo 20-ročné puzzle, ktoré [Graybiel] napísal - čo robia striozómy?" hovorí Glimcher, ktorý nebol súčasťou výskumného tímu. „O 10 rokov budeme mať oveľa úplnejší obraz, ktorého základným kameňom je tento dokument. Preukázala, že na túto otázku môžeme odpovedať, a odpovedala na ňu v jednej oblasti. Mnoho laboratórií to teraz bude riešiť a bude to riešiť v iných oblastiach. “
Emocionálny vrátnik
Zistenia naznačujú, že striatum, a najmä striozómy, môžu pôsobiť ako vrátnik, ktorý absorbuje senzorické a emocionálne informácie pochádzajúce z kortexu a integruje ich, aby vytvoril rozhodnutie o reakcii.
Zdá sa, že tento obvod vrátnika zahŕňa aj časť stredného mozgu zvanú substantia nigra, ktorá má bunky obsahujúce dopamín, ktoré hrajú dôležitú úlohu v motivácii a pohybe. Vedci sa domnievajú, že keď sú tieto bunky substantia nigra aktivované vstupom zo striozómov, majú dlhodobý účinok na rozhodovacie postoje zvieraťa alebo človeka.
"Chceli by sme nájsť spôsob, ako tieto zistenia využiť na úľavu od úzkostných porúch a iných porúch, pri ktorých je ovplyvnená nálada a emócie," hovorí Graybiel. "Tento druh práce má preň skutočnú prioritu."
Okrem sledovania možnej liečby úzkostných porúch sa vedci teraz snažia lepšie porozumieť úlohe dopamín obsahujúcich buniek substantia nigra v tomto okruhu, ktoré hrajú rozhodujúcu úlohu pri Parkinsonovej chorobe a môžu sa tiež podieľať na súvisiacich poruchách.
Výskum bol financovaný Národným ústavom duševného zdravia, Nadáciou CHDI, Agentúrou pre výskum pokročilého výskumu, Úradom pre výskum armády USA, Nadáciou Bachmann-Straussov dystónia a Parkinsonovou chorobou a Nadáciou Williama N. a Bernice E. Bumpusa.
Príbeh Zdroj:
Vyššie uvedený príbeh je založený na materiály poskytované Massachusetts Institute of Technology, Pôvodný článok napísala Anne Trafton. Poznámka: Materiály môžu byť upravované pre obsah a dĺžku.
Odkaz na časopis:
- Alexander Friedman, Daigo Homma, Leif G. Gibb, Ken-Ichi Amemori, Samuel J. Rubin, Adam S. Hood, Michael H. Riad, Ann M. Graybiel. Rozhodovanie v konflikte kontroluje kortikostriálna cesta zacielená na striosomy. Bunka, 2015 DOI: 10.1016 / j.cell.2015.04.049
Proces rozhodovania: Optogenetika odhaľuje mozgovú sieť zapojenú do emocionálnych rozhodnutí
Môže 28, 2015 12: 13 PM Susan Scutti
Počas konfliktov vyhýbania sa prístupu majú naše mozgy prístup k špecializovanej sieti zahŕňajúcej striozómy, ktoré nám pomáhajú robiť ťažké a emocionálne rozhodnutia. Foto s láskavým dovolením Shutterstock.
Potrebujete viac peňazí, takže chcete vysoko platenú prácu, napriek tomu viete, že by to znamenalo veľa tvrdej práce a pravdepodobne aj neskoro v noci a cez víkendy. Vždy, keď je cieľ želaný a nezmieriteľný, prežívame psychologický konflikt známy ako Prístup-avoidance, Počas týchto konfliktov majú naše mozgy prístup k špecializovanej sieti, ktorá nám pomáha robiť ťažké a emocionálne rozhodnutia Neurovedci MIT, Tento nervový obvod začína a končí striozómami.
Čo presne sú striozómy? Tieto zhluky buniek sú distribuované prostredníctvom striata - veľkej oblasti mozgu pod mozgovou kôrou, ktorá sa podieľa na koordinácii našich pohybov podľa našich motivácií. Napriek tomu sú striozómy také malé a ležia tak hlboko vo vnútri mozgu, pre vedcov je ťažké si ich predstaviť pomocou fMRI. Z tohto dôvodu zostávajú neobjaveným územím mozgu.
Predchádzajúce štúdie z laboratória dr. Ann Graybiel, profesorky MIT a člena inštitútu McGovern pre výskum mozgu, identifikovali oblasti mozgovej prefrontálnej kôry, ktoré sa premietajú do striozómov. Pretože tieto regióny pomohli spracovať emócie, vedci predpokladali, že celý mozgový okruh môže nejakým spôsobom súvisieť s emóciami. Dôležité je, že u opíc rozhodnutia prijaté počas konfliktov vyhýbania sa prístupu selektívne aktivujú podmnožinu neurónov v strednom prefrontálnom regióne, ktorý, ako sa zdá, zodpovedá ľudskej zóne zacielenej na striozómy.
Tím MIT, ktorý chcel lepšie porozumieť tomuto obvodu a jeho funkcii, navrhol sériu experimentov.
Objavovanie mozgu
Vedci skúmali potkany, keď vykonávali päť rôznych typov behaviorálnych úloh. Voľba hlodavcov bola pomerne jednoduchá v štyroch prostrediach, ale v jednom z nich vedci zostavili komplexnejší scenár, ako sa vyhnúť prístupu. Počas tejto úlohy v bludisku museli potkany vybrať medzi dvoma možnosťami: jednou, ktorá zahŕňala silnú čokoládu (ktorá sa im páči) a jasným svetlom (čo sa im nepáči), a ďalšou možnosťou so slabšou svetlou, ale slabšou čokoládou.
Keby sme my ľudia konfrontovali podobné veci Prístup-avoidance pri výbere by sme s najväčšou pravdepodobnosťou pocítili úzkosť, ktorá by ovplyvnila našu „analýzu nákladov a prínosov“ a nakoniec ovplyvnila naše rozhodnutie.
Vedci pozorovali reakciu potkanov a pridali k týmto piatim odhalujúcim úlohám ďalší rozmer. V priebehu niekoľkých bludísk vedci zapínali a vypínali kortikálny vstup do striozómov potkanov svietením svetla priamo na kortikálnych bunkách - neuromodulačnej metóde známej ako optogenetics.
Osvetľovaním potkanov “ rozhodovacie procesy, vedci objavili, že obvod spájajúci kortex so striozómami zohrával úlohu pri úlohe vyhýbania sa prístupu, ale pri ďalších štyroch úlohách strioómy vôbec neovplyvňovali rozhodovací proces.
Vedci tvrdia, že tieto nálezy naznačujú, že striatum (a najmä striozómy) môže pôsobiť ako mentálny vrátnik. Striozómy absorbujú zmyslové a emocionálne informácie pochádzajúce z kortexu a potom ich integrujú, aby vytvorili rozhodnutie.
Zdá sa, že tento rovnaký obvod obsahuje substantia nigra, oblasť stredného mozgu, ktorá obsahuje bunky obsahujúce dopamín. Keď aktivujú striozómy, vedci špekulujú, tieto substantia nigra bunky majú dlhodobý účinok rozhodovacie postoje.
Tento výskum nakoniec navrhuje nové možnosti na zmiernenie anxiety a iné poruchy nálady alebo emócie. Lepšie pochopenie úlohy buniek substantia nigra obsahujúcich dopamín, gang z MIT verí, že sa tiež môžu naučiť, ako zmierniť príznaky Parkinsonova choroba a súvisiace poruchy.
Zdroj: Friedman A, Homma D, Gibb LG a kol. Kortikostriatálna cesta zameraná na striozómy riadi rozhodovanie v konflikte. Bunka. 2015.
;
