September 18, 2017
Noradrenalín je hormón a neurotransmiter, ktorý pripravuje naše telá a myseľ na konanie. V tele to zahŕňa funkcie sympatického nervového systému, ako je zvýšenie srdcového rytmu, krvný tlak a prietok krvi do svalov. V mozog, noradrenalín nám pomáha zostať ostražitý a sústrediť našu pozornosť, ale je tiež dôležitý pre emocionálne učenie, najmä ak sa týka strach a úzkosť. Vedci už dlho mysleli, že všetky noradrenergické neuróny v locus coeruleus vysielať rovnaké signály do zvyšku mozgu prostredníctvom jedinej homogénnej populácie buniek, tím tímu RIKEN neprišiel.
Ako vysvetľuje vedúci tímu Joshua Johansen, „locus coeruleus funguje v mnohých formách správania, vrátane emocionálne učenie a kognitívna a behaviorálna flexibilita. Zaujímalo nás, ako môže homogénny systém regulovať tieto zdanlivo protichodné aspekty správania. Odpoveďou bolo prekvapivo, že systém nie je homogénny. “
Tím dosiahol tento záver skúmaním dvoch typov učenia. Prvým bolo učenie strachu, pri ktorom sa zviera naučilo spájať zvuk so strašnou udalosťou. Je známe, že tento typ učenia zahŕňa zvýšenie noradrenalínu v časti mozgu nazývanej amygdala. Druhým bolo vyhynutie strachu, pri ktorom je spojenie medzi zvukom a udalosťou odklonené opakovaním zvuku bez strašnej udalosti. Tento typ flexibilného učenia zahŕňa zvýšenie noradrenalínu v časti mozgu zvanej mediálna prefrontálna kôra.
Experimenty ukázali, že počas učenia sa strachu bola väčšina noradrenergických neurónov aktivovaná intenzívnou averzívnou situáciou. Avšak ako sa reakcie na strach zmenili počas vyhynutia, jedna skupina neurónov lokusu coeruleus bola aktívna na začiatku učenia, keď strachové reakcie boli stále vysoké, zatiaľ čo iná skupina začala reagovať, keď sa spojenie nezistilo a emočné reakcie sa potlačili.
Ďalšie experimenty odhalili, že skupina noradrenergických buniek aktívna počas strašných stavov poslala projekcie do amygdaly, zatiaľ čo skupina aktívna počas vyhynutia premietla do stredného prefrontálneho kortexu.
Funkcie týchto dvoch samostatných projekcií sa vyjasnili, keď tím použil optogenetiku na potlačenie jedného alebo druhého počas rôznych stavov učenia. Inhibícia projekcie na amygdalu počas učenia strachu zabránila zvieratám spojiť zvuk so strašnou udalosťou, zatiaľ čo inhibícia počas zániku uľahčila návrat k normálnemu a flexibilnému správaniu. Naopak, inhibícia prefrontálnej projekcie nemala žiadny vplyv na učenie strachu, ale naopak obmedzila učenie vyhynutia, čo viedlo k tomu, že zvieratá sa naďalej správali, akoby sa báli zvuku, aj keď to už nepredpovedalo strašnú udalosť.
„Aj keď všetky noradrenergné bunky silno reagovali počas intenzívneho učenia sa strachu, zistili sme, že počas extinkčného učenia, keď je potrebné potlačiť emočné reakcie, je menšia populácia noradrenalínových buniek zapojená v rôznych časových bodoch,“ súvisí Johansen. „Konkrétne sa aktivácia posúva od buniek projektujúcich amygdalu, ktoré sa snažia udržať strach odpovede, do prefrontálnych buniek vyčnievajúcich kortex, ktoré sú dôležité na prekonanie týchto emocionálnych reakcií. To umožňuje posun od reflexívneho emocionálne reakcie k normálnemu a flexibilnému správaniu. “
Pretože lieky, ktoré sa zameriavajú na noradrenalínový systém, sa v súčasnosti vyvíjajú na liečenie úzkostných porúch, tieto zistenia by mohli mať vplyv na budúci objav liekov.
„Pochopením podrobných obvodov, ktoré sú základom učenia strachu a bezpečného učenia,“ hovorí Johansen, „to naznačuje naša štúdia noradrenalín- liečebným prístupom založeným na liečbe by prospelo konkrétnejšie zameranie a diferenciálna regulácia týchto pro-strachových a anti-strachových populácií noradrenergných buniek. “
Laboratórium teraz skúma molekulárne rozdiely medzi týmito rôznymi bunečnými populáciami v nádeji, že sa vyvinú lepšie lieky na liečbu úzkostných porúch.
Preskúmajte ďalej: Mozgy dospelých produkujú nové bunky v predtým neobjavenej oblasti
Viac informácií: Modulárna organizácia mozgového systému noradrenalínu koordinuje protichodné stavy učenia, Nature Neuroscience (2017). DOI: 10.1038 / nn.4642
;