Fluorescencyjne znaczniki użyte w poszukiwaniu źródła strachu

Inne obwody neuronalne odpowiadają za strach, inne za jego tłumienie – polscy naukowcy jako pierwsi potwierdzili eksperymentalnie tę rozpowszechnioną naukową hipotezę. To odkrycie może mieć ogromne znaczenie dla farmakologicznego opracowania sposobów leczenia fobii, jak i poznania funkcjonowania mózgu w innych kontekstach behawioralnych.

Strach jest jednym z podstawowych mechanizmów wypracowanych w rozwoju organizmów zwierzęcych i ludzkich przyczyniającym się do ich przetrwania. Ma bowiem ogromną rolę ewolucyjną – pozwala szybko, instynktownie reagować na bodźce, które są potencjalnie niebezpieczne. Brak strachu oraz przesadna reakcja na bodziec lękowy utrudnia zwierzęciu i człowiekowi funkcjonowanie i przeżycie. W drugim przypadku – przesadnego strachu – w przypadku człowieka zjawisko to określa się jako fobię. Najczęściej leczy się ją za pomocą terapii behawioralnej, polegającej na wielokrotnym eksponowaniu człowieka na bodziec lękowy i mającej na celu wygaszenie reakcji strachu. Niemniej jednak leczenie fobii jest bardzo trudne (reakcja wygaszenia z trudem ulega uogólnieniu na inne miejsca i sytuacje), a „zaleczona" fobia w 70-80% powraca po kilku latach.

Z tego powodu podejrzewano od pewnego okresu czasu, iż inne obwody neuronalne odpowiadają za strach i jego przywracanie niż za wygaszanie reakcji lękowej. Tę hipotezę niedawno potwierdzili eksperymentalnie polscy naukowcy z Instytutu Biologii Doświadczalnej PAN im. M. Nenckiego oraz Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, pracujący pod kierownictwem dr Eweliny Knapskiej oraz prof. Leszka Karczmarka i dr. hab. Jacka Jaworskiego. Badania zostały sfinansowane z grantów Fundacji na rzecz Nauki Polskiej oraz Narodowego Centrum Nauki,a także 7 Programu Ramowego Komisji Europejskiej i programu ERA-NET NEURON.

Badania dotyczące mechanizmów odczuwania i wygaszaniu strachu zostały przeprowadzone na specjalnie zmodyfikowanych genetycznie szczurach. Tę zmodyfikowaną genetycznie odmianę szczurów zaproponowali dr Jacek Jaworski z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej oraz dr Morgan Sheng z Massachusetts Institute of Technology. Obserwację połączeń między komórkami nerwowymi u zwierząt przeżywających strach umożliwiało uzyskane poprzez zmiany genetyczne białko fluoroscencyjne gromadzące się w zakończeniach synaptycznych aktywnych komórek nerwowych. Białko to utrzymuje się w pobudzonych komórkach przez kilkadziesiąt godzin, dzięki czemu komórki, które zareagowały na dany bodziec stresowy, łatwo potem zidentyfikować w preparatach mikroskopowych. Oświetlone światłem odpowiedniej długości, świecą na zielono.

Dotychczasowe badania dotyczące strachu wskazywały, iż odpowiedzialny za ślady pamięciowe tej reakcji jest obszar mózgu nazywany ciałem migdałowatym (zajmujący się przetwarzaniem emocji), kierowany przez hipokamp oraz korę przedczołową (wskazującymi uprzednie sytuacje spotkania się z danym bodźcem). Analizując obrazy komórek nerwowych u zmodyfikowanych genetycznie szczurów poddawanych bodźcom lękowym w kontrolowanych warunkach, polscy naukowcy stwierdzili, iż inne struktury neuronalne odpowiadają za reakcję strachu i jego przywracania, inne zaś za jego wygaszanie. Co prawda, są one przestrzennie położne blisko siebie - w jądrze bocznym ciała migdałowatego, przemieszane, ale przede wszystkim niezależne pod względem ich funkcjonowania. Oznacza to, iż leczenie zaburzeń lękowych powinno opierać się na tworzeniu nowych śladów pamięciowych dla bodźców lękowych, a nie próbach wymazywania starych.

Odkrycie to może przyczynić się do opracowania farmakologicznych środków leczenia zaburzeń oddziałujących bezpośrednio na konkretne, wyizolowane struktury czy sieci neuronalne mózgu, nie na jego całość. Poza tym za pomocą opracowanej metody badań będzie można badać również inne odczucia i konteksty behawioralne niż strach, odkrywając ich biologiczne podłoże i sposób funkcjonowania.

(pj)