Ερευνητές εντόπισαν εγκεφαλικά κύτταρα που συνδέονται με την απογοήτευση

Επιστήμονες στις ΗΠΑ εντόπισαν μια ομάδα εγκεφαλικών κυττάρων που λειτουργούν ουσιαστικά ως «μετρητής απογοήτευσης», σηματοδοτώντας τις στιγμές που η πραγματικότητα δεν ανταποκρίνεται στις προσδοκίες. Στη μελέτη τους που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Current Biology», οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Όρεγκον, περιγράφουν μια συγκεκριμένη ομάδα νευρώνων στον εγκέφαλο ποντικιών, οι οποίοι ενεργοποιούνται όταν το ζώο αναμένει μια ανταμοιβή αλλά λαμβάνει μικρότερη από την αναμενόμενη ή και καθόλου. Τα ευρήματα δείχνουν ότι το αίσθημα ματαίωσης δεν είναι απλώς μια υποκειμενική εμπειρία, αλλά κάτι που συγκεκριμένα κύτταρα του εγκεφάλου είναι «εξειδικευμένα» να ανιχνεύουν και να καταγράφουν.

Η χαρτογράφηση των κυττάρων που είναι ευαίσθητα στην απογοήτευση θα μπορούσε στο μέλλον να οδηγήσει σε μια νέα γενιά φαρμάκων για νευροψυχιατρικές διαταραχές, όπως η κατάθλιψη και ο εθισμός, σύμφωνα με την Έμιλι Σίλβεστρακ, επίκουρη καθηγήτρια βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Όρεγκον και επικεφαλής της μελέτης.

«Όταν μελετάς μια νευροψυχιατρική νόσο, πρέπει να ξέρεις ποια “κουμπιά” πρέπει να ρυθμίσεις για να επανέλθει η λειτουργία. Αν γνωρίζουμε ότι ένας συγκεκριμένος τύπος κυττάρων επηρεάζεται στην κατάθλιψη, μπορούμε να σχεδιάσουμε φάρμακα που στοχεύουν ακριβώς αυτόν, αποφεύγοντας παράλληλες επιδράσεις σε άλλα συστήματα», δήλωσε η Σίλβεστρακ.

Η ερευνητική ομάδα μελέτησε μια μικρή και εξελικτικά αρχαία δομή βαθιά στον εγκέφαλο, την lateral habenula. Προηγούμενες έρευνες είχαν δείξει ότι η περιοχή αυτή ενεργοποιείται σε απροσδόκητα αρνητικά γεγονότα, όπως η απουσία μιας αναμενόμενης ανταμοιβής, και έχει χαρακτηριστεί ανεπίσημα ως το «κέντρο αντι-ανταμοιβής» του εγκεφάλου.

Πώς λειτουργεί ο «μετρητής απογοήτευσης»

Επιστήμονες είχαν στο παρελθόν περιγράψει τον συγκεκριμένο τύπο κυττάρου που μελέτησε το εργαστήριο της Σίλβεστρακ, χωρίς όμως να διαθέτουν τρόπο άμεσης πρόσβασης σε αυτόν. Η ερευνήτρια ανακάλυψε τυχαία αυτά τα κύτταρα ενώ μελετούσε μια γειτονική περιοχή του εγκεφάλου. Κατά τη διάρκεια ενός πειράματος, παρατήρησε σποραδικά σήματα από γειτονικά κύτταρα που εμφανίζονταν στις καταγραφές του εγκεφάλου κάθε φορά που ένα ποντίκι φαινόταν να περιμένει ανταμοιβή, την οποία όμως δεν λάμβανε.

Αυτή η παρατήρηση αποτέλεσε το έναυσμα για την παρούσα μελέτη, στην οποία η Σίλβεστρακ και οι συνεργάτες της κατέγραψαν τη νευρωνική δραστηριότητα ποντικιών που είχαν εκπαιδευτεί να αγγίζουν με τη μύτη τους μια φωτισμένη θυρίδα, περιμένοντας μια μικρή ποσότητα ζαχαρόνερου ως ανταμοιβή. Όταν τα ζώα έμαθαν να συσχετίζουν τη συμπεριφορά τους με την ανταμοιβή, η παροχή του ζαχαρόνερου παρουσίαζε διακυμάνσεις, καθώς άλλοτε ήταν μειωμένη και άλλοτε απουσίαζε πλήρως. Διαπιστώθηκε ότι οι νευρώνες δεν ενεργοποιούνταν απλώς ξαφνικά σε αυτές τις περιπτώσεις, αλλά η δραστηριότητά τους αυξανόταν ανάλογα με το μέγεθος της απογοήτευσης.

«Είναι σαν να μπορούμε να δούμε από τη δραστηριότητα των νευρώνων τους αν έλαβαν μια, δύο ή τρείς δόσεις ζαχαρόνερου ενώ περίμεναν πέντε», ανέφερε η Σίλβεστρακ. «Οι νευρώνες λειτουργούν ουσιαστικά ως αξιόπιστος μετρητής της διαφοράς ανάμεσα στην προσδοκία και το αποτέλεσμα».

Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι οι συγκεκριμένοι νευρώνες δεν ανταποκρίνονται με τον ίδιο τρόπο σε όλα τα αρνητικά ερεθίσματα, όπως μια ξαφνική δυσφορία, γεγονός που υποδηλώνει ότι είναι εξειδικευμένοι στη ματαίωση μιας αναμενόμενης ανταμοιβής και όχι στη γενική «αρνητικότητα». Αντίθετα, είναι συντονισμένοι σε ένα συγκεκριμένο είδος αρνητικής εμπειρίας – όταν μια αναμενόμενη ανταμοιβή δεν είναι αρκετή – και αυτή η εξειδίκευση είναι κεντρικής σημασίας, σύμφωνα με την Κάνα Σουζούκι, διδακτορική φοιτήτρια στο εργαστήριο της Σίλβεστρακ και συν-επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.

Από τα εγκεφαλικά κύτταρα στις θεραπείες

Η μελέτη υποδηλώνει ότι ο εγκέφαλος μπορεί να βασίζεται σε ξεχωριστά νευρωνικά κυκλώματα για να διακρίνει διαφορετικά είδη αρνητικών καταστάσεων και να διαμορφώνει τι θα συμβεί στη συνέχεια. Ωστόσο, αυτές οι γνωστικές διεργασίες μπορούν να διαταραχθούν στην περίπτωση νευροψυχιατρικών διαταραχών.

Για να αποκαλύψουν τι συμβαίνει στην περίπτωση των νευρολογικών παθήσεων, οι Σίλβεστρακ και Σουζούκι σχεδιάζουν να στραφούν από την παρακολούθηση της νευρωνικής δραστηριότητας στην ενορχήστρωση αυτών των συνομιλιών. Αναστέλλοντας ή τροποποιώντας τους νευρώνες κατά τη διάρκεια παρόμοιων πειραμάτων αναζήτησης ανταμοιβής, ελπίζουν να συλλέξουν πληροφορίες για το πώς συγκεκριμένοι τύποι κυττάρων καθοδηγούν την υγιή αναζήτηση ανταμοιβής, καθώς και για το πώς η δυσλειτουργία τους μπορεί να αποτελεί τη βάση νευροψυχιατρικών διαταραχών όπως ο εθισμός και η κατάθλιψη.

Σύμφωνα με τοις ερευνήτριες, τα περισσότερα φάρμακα σήμερα επηρεάζουν ευρέως πολλούς νευρώνες, προκαλώντας παρενέργειες. Η δυνατότητα στοχευμένης δράσης σε συγκεκριμένους τύπους κυττάρων θα μπορούσε να επιτρέψει πιο ακριβείς και αποτελεσματικές θεραπείες.

«Η ποικιλομορφία των νευρώνων είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι δείχνουν τα απλοποιημένα μοντέλα», ανέφερε η Σίλβεστρακ. «Η κατανόηση των επιμέρους τύπων κυττάρων ανοίγει νέους δρόμους για τη μελέτη της φυσιολογικής λειτουργίας του εγκεφάλου και των νευροψυχιατρικών διαταραχών».

Πηγή: University of Oregon