Injekcia BDNF u potkanov: ako možno znížiť spomienky na strach

  • BDNF je kľúčový proteín pre plasticitu mozgu a podieľa sa na učení, pamäti a regulácii strachu a úzkosti.
  • U potkanov, ktoré boli naučené báť sa zvončeka pri dverách, injekcia BDNF do prefrontálneho kortexu významne znížila prejavy strachu bez vymazania pamäte.
  • Ďalšie štúdie spájajú BDNF s úzkosťou, konzumáciou alkoholu a účinkom liekov, ktoré napodobňujú jeho účinok, ako je 7,8-dihydroxyflavón.
  • Tieto výskumy otvárajú dvere novým kombinovaným terapiám pre PTSD, fóbie a iné poruchy strachu, hoci ich aplikácia na ľudí stále pretrváva.

Injekcia BDNF na zníženie strachu u potkanov

Spomienky môžu byť veľmi znepokojujúce. Vezmime si ako príklad vojakov umiestnených vo vojnových zónach, ktorí sa vracajú domov; často trpia posttraumatický stres A niektorí môžu dokonca vyvinúť také vážne stavy, že skončia samovraždou. V týchto prípadoch problémom nie je len to, čo sa stalo, ale ako mozog zaznamenal tú spomienku na strach a ako ho znova a znova aktivuje v reakcii na každodenné podnety.

Možno to našli vedci v Portoriku spôsob, ako znížiť strach spojený so spomienkami injekčným podaním prírodnej chemickej látky priamo do mozgu. Tento prístup je súčasťou širšej línie výskumu v neurovede, ktorá sa snaží pochopiť, ako sa neuróny tvoria, konsolidujú a môžu byť modifikované. Spomienky na strach na zmiernenie porúch, ako je chronická úzkosť a posttraumatická stresová porucha (PTSD).

univerzitná krysa

Čo je učenie sa vymierania strachu?

mechanizmy učenia mozgu a strachu

V laboratóriu je jedným z najpoužívanejších modelov na štúdium strachu podmieňovanie strachuNapríklad: výskumníci môžu vštepiť laboratórnym potkanom naučený strach; keď zazvoní zvonček, elektrický šok potkanom. Týmto spôsobom sa neutrálny podnet (zvuk) spája s averzívnym podnetom (šok).

Po chvíli si potkany vyvinú strach z bolesti spojenej so zvončekom a už len samotné počutie zvuku stačí na vyvolanie silnej strachovej reakcie, ako je stuhnutie alebo paralýza. Výskumníci dokážu tento proces zvrátiť pomocou... učenie sa o vymieraníčo je presne naopak: zvonček zvoní, ale elektrický šok sa neaplikuje. Ak sa to opakuje dookola, potkany sa naučia, že zvonček už nepredpovedá ujmu a môžu na ten strach väčšinou zabudnemalebo aspoň prestať tak intenzívne reagovať.

Tento postup extinkcie je veľmi užitočným modelom na pochopenie toho, prečo pri expozičných terapiách u ľudí opakovaný kontrolovaný kontakt s prvkom vyvolávajúcim úzkosť (napríklad miesto alebo zvuk) pomáha... znížiť emocionálnu reakciuUčenie sa vymieraním si však vyžaduje čas, neustále opakovanie a nie vždy postačuje pre ľudí s veľmi intenzívnou traumou.

BDNF: molekula, ktorá moduluje učenie strachu a pamäť

BDNF a plasticita v mozgu

Vedci z univerzity v Portoriku chceli chemicky uhasiť strachnamiesto mechanického učenia sa. Na to sa spoliehali na prirodzenú látku zo samotného tela: neurotrofický faktor odvodený z mozgu (BDNF). BDNF je proteín nachádzajúci sa v nervovom systéme a je základ pre synaptickú plasticitu, prežitie neurónov a rôzne formy učenia a pamäte vrátane emocionálna pamäť.

V iných zvieracích modeloch sa ukázalo, že zmeny hladín BDNF ovplyvňujú rôzne procesy: môže zlepšiť poruchy pamäti v modeloch Alzheimerovej choroby, modulácia úzkosť a konzumácia alkoholu u potkanov a dokonca zmierňujú motorické príznaky a poškodenie neurónov pri neurodegeneratívnych ochoreniach, ako sú spinocerebelárna ataxiaToto všetko posilňuje myšlienku, že BDNF pôsobí ako akýsi „centrálny regulátor“ zdravia mozgu.

Na základe toho výskumníci v Portoriku injekčne podali BDNF priamo do prefrontálna kôra u potkanov kľúčová oblasť, ktorá komunikuje s amygdalou a ďalšími oblasťami zapojenými do strachu. Zdôvodnenie bolo jasné: ak je BDNF prirodzene zapojený do učenie sa o vymieraníMožno by umelé zvýšenie jeho množstva v mozgu mohlo... zrýchliť alebo posilniť zníženie strachu zo zvončeka bez nutnosti opakovania toľkých expozičných sedení.

Ako sa uskutočnil experiment s BDNF na zníženie strachu u potkanov

mozgové štruktúry zapojené do strachu

V experimentoch boli potkany podmienené tak, aby sa báli zvončeka, a to elektrickým šokom podľa klasického protokolu... podmieňovanie strachuKeď si potkany uvedomili súvislosť medzi zvončekom a šokom, ich reakciou na zvuk bolo jasné správanie... mrazivý (ochrnutie), indikátor intenzívneho strachu.

Nasledujúci deň namiesto toho, aby boli potkany vystavené učebnému vymieraniu (t. j. opakovanému zvoneniu zvončeka bez šoku), im bola injekčne podaná... BDNF v skupine potkanov priamo v prefrontálnom kortexe. Zároveň bola zachovaná kontrolná skupina potkanov, ktorá nedostala žiadnu liečbu. Toto porovnanie je nevyhnutné na určenie, či sú zmeny správania skutočne spôsobené zvýšením BDNF a nie inými faktormi.

Na druhý deň začali vyšetrovatelia zvoniť pri dverách. Ako sa očakávalo, kontrolné potkany Zamrzli a čakali na stiahnutie. Namiesto toho skupina potkanov, ktorým sa podával BDNF, nezmenila ich normálne správanie (Video si môžete pozrieť na konci tohto článku). To naznačuje, že injekcia BDNF významne zmenila prejav strachu v reakcii na zvukový podnet.

Krysy si stále pamätali bzučiak a šok, ale S tým súvisiaci strach sa výrazne znížilInými slovami, spomienka na traumu nebola úplne vymazaná, ale intenzita, s akou ju mozog prejavoval, bola znížená. Toto rozlíšenie je dôležité: terapeutickým cieľom nie je odstrániť spomienku, ale skôr... deaktivovať maladaptívnu reakciu čo bráni človeku žiť normálny život.

Vzťah medzi BDNF, úzkosťou, alkoholom a inými drogami, ktoré napodobňujú jeho účinok

Úzkosť BDNF a užívanie návykových látok

Úloha BDNF pri strachu sa neobmedzuje len na štúdie podmieňovania zvukmi a šokmi. Výskum na potkanoch ukázal, že BDNF v určitých oblastiach tela... amygdala (konkrétne jeho centrálne a mediálne jadrá) Reguluje úzkosť aj konzumáciu alkoholu.Keď vedci umelo znížili hladiny BDNF v týchto oblastiach, zvýšila sa úzkosť a chuť piť alkohol; obnovením normálnych hladín BDNF injekciami sa oba parametre znížili.

Toto zistenie je relevantné, pretože u ľudí úzka súvislosť medzi úzkosťou a alkoholizmomMnoho ľudí s vysokou úzkosťou užíva alkohol ako formu samoliečby, čo následne podporuje recidívy a zhoršuje problém. Identifikácia molekulárneho mechanizmu, ako je BDNF v amygdale, otvára dvere k... nové ciele pre lieky ktoré by mohli pomôcť pri liečbe úzkostných porúch aj problémov so užívaním návykových látok.

Okrem toho niektoré výskumy vyvinuli zlúčeniny, ktoré Napodobňujú konanie BDNF o ich receptoroch, najmä o receptore TrkB, ale majú výhodu v tom, že lepšie prechádzajú hematoencefalickou bariérou, Toto je prípad 7,8-dihydroxyflavón, flavonoidný derivát prítomný v strave (červené víno, citrusové ovocie, obilniny, čaj, horká čokoláda atď.), ktorého farmakologická verzia vykazuje silnú aktiváciu TrkB receptorov.

V zvieracích modeloch jednorazová dávka 7,8-dihydroxyflavónu podaná po traumatickej udalosti spôsobuje podmienený strach rýchlejšie vymieraPredpokladá sa, že k tomu dochádza preto, lebo droga posilňuje nové emocionálne učenie a uľahčuje mozgu „prepisovanie“ vzťahu medzi predtým desivým podnetom a absenciou skutočného nebezpečenstva, podobne ako účinok pozorovaný pri zvýšenom BDNF v prefrontálnom kortexe.

Dôsledky pre posttraumatickú stresovú poruchu a iné problémy súvisiace so strachom

reakcia mozgu na stres a traumu

Tento výskum by preto mohol mať dôležité dôsledky pre liečbu úzkosť a posttraumatická stresová poruchaSpomienka na strach je ústredným znakom PTSD: po intenzívnej traume (útok, prírodná katastrofa, zneužívanie, vážna nehoda) môžu pretrvávať neutrálne signály, ako je zvuk, vôňa alebo miesto. emocionálne nabitýMozog sa naučí spájať ich s nebezpečenstvom a reaguje, akoby sa trauma opakovala, aj keď je daná osoba v bezpečí.

Štúdie s BDNF a liekmi, ktoré aktivujú jeho receptory, naznačujú, že existuje kritické časové okno Po traumatickej udalosti je možné zasahovať do konsolidácie spomienky na strach. Zásah v tejto fáze neznamená vymazanie spomienky, ale skôr zabezpečenie jej uloženia spôsobom, ktorý umožní jej uloženie spôsobom, na ktorý sa ľahko nezabudne. menej intenzívne a menej invazívneTo by mohlo znížiť riziko vzniku PTSD, záchvatov paniky alebo fóbií spojených s touto epizódou.

Ďalšie štúdie s liekmi, ako napr. Osanetantktorý pôsobí na tachykinínovú dráhu (Tac2) a neurokinínový receptor 3 (Nk3R), tiež ukázali, že dávka podaná krátko po strese môže zmierniť prejavy strachu na zvieracích modeloch, najmä u samíc. To potvrdzuje myšlienku, že kombinácia expozičná psychoterapia Používanie liekov zameraných na BDNF, TrkB alebo Nk3R by sa v budúcnosti mohlo stať účinnejším a špecifickejším prístupom pre ľudí s vysokým rizikom porúch súvisiacich so strachom.

Samotní výskumníci však zdôrazňujú, súčasné obmedzeniaMnohé štúdie vyžadujú chirurgický zákrok na priame dodanie BDNF do mozgu; všetky potenciálne vedľajšie účinky manipulácie s touto molekulou, ktorá sa podieľa na toľkých procesoch (učenie, pamäť, chronická bolesť, neurologický vývoj), sú stále neznáme a stále existujú dôležité rozdiely medzi tým, čo sa pozoruje u laboratórnych zvierat, a tým, čo sa môže stať u ľudí.

Napriek týmto opatreniam sa zdá byť jasné, že dôkladné pochopenie toho, ako BDNF a súvisiace molekuly modulujú pamäť strachu, otvára veľmi sľubnú oblasť: oblasť kombinované terapie ktoré nielen psychologicky riešia traumu, ale tiež využívajú plasticitu mozgu na zmiernenie emocionálneho dopadu najznepokojivejších spomienok a vracajú ľuďom pokojnejší a funkčnejší život.