Η ομάδα του Sainsbury Wellcome Center (SWC) του UCL, με επικεφαλής τις ερευνήτριες Σάρα Μεντέρος και Σόνια Χόφερ, χαρτογράφησε τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος μαθαίνει να καταστέλλει τις αντιδράσεις σε αντιληπτές απειλές που αποδεικνύονται ακίνδυνες με την πάροδο του χρόνου.

«Οι άνθρωποι γεννιούνται με ενστικτώδεις αντιδράσεις φόβου, όπως αντιδράσεις σε δυνατούς θορύβους ή αντικείμενα που κινούνται γρήγορα», εξηγεί η Δρ. Μεντέρος, ερευνήτρια στο Εργαστήριο Hofer στο SWC.

«Ωστόσο, μπορούμε να παρακάμψουμε αυτές τις ενστικτώδεις αντιδράσεις μέσω της εμπειρίας -όπως τα παιδιά που μαθαίνουν να απολαμβάνουν τα πυροτεχνήματα χωρίς να φοβούνται τους δυνατούς κρότους. Θέλαμε να κατανοήσουμε τους εγκεφαλικούς μηχανισμούς που διέπουν τέτοιες μορφές μάθησης», συνεχίζει η ερευνήτρια.

Χρησιμοποιώντας μια καινοτόμο πειραματική προσέγγιση, η ομάδα μελέτησε τις αντιδράσεις των ποντικών όταν έβλεπαν μια διαστελλόμενη σκιά από πάνω τους, που μιμούνταν έναν εναέριο θηρευτή. Αρχικά, τα ποντίκια αναζήτησαν καταφύγιο. Ωστόσο, όταν αυτό επαναλήφθηκε αρκετές φορές και τα τρωκτικά συνειδητοποίησαν ότι δεν διέτρεχαν πραγματικό κίνδυνο, έμαθαν να παραμένουν ήρεμα αντί να δραπετεύουν, παρέχοντας στους ερευνητές ένα μοντέλο για τη μελέτη της καταστολής του φόβου.

Τι αποκάλυψε η μελέτη

Βασιζόμενη σε προηγούμενες έρευνες από το Εργαστήριο Hofer, η επιστημονική ομάδα ανακάλυψε ότι μια περιοχή του εγκεφάλου- η ventrolateral geniculate nucleus (vLGN)- μπορεί να καταστείλλει το αίσθημα του φόβου όταν ενεργοποιηθεί και να ανακτήσει τις μνήμες από προηγούμενες απειλές. Επειδή η vLGN επηρεάζεται επίσης από οπτικές περιοχές στον εγκεφαλικό φλοιό, η ομάδα διερεύνησε εάν αυτό το νευρικό μονοπάτι παίζει ρόλο στην εκμάθηση και την αποθήκευση αυτής της νέας συμπεριφοράς.

Η μελέτη αποκάλυψε δύο βασικά ευρήματα: αφενός ότι συγκεκριμένες περιοχές του οπτικού φλοιού είναι καθοριστικές για αυτή τη διαδικασία εκμάθησης και αφετέρου ότι ο vLGN είναι υπεύθυνος για την αποθήκευση των αναμνήσεων που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια αυτής της εκμάθησης.

«Διαπιστώσαμε ότι τα ζώα απέτυχαν να μάθουν να καταστέλλουν τις αντιδράσεις φόβου τους όταν απενεργοποιήθηκαν συγκεκριμένες οπτικές περιοχές του φλοιού. Ωστόσο, όταν τα ζώα είχαν ήδη μάθει να σταματούν να δραπετεύουν, η λειτουργία του εγκεφαλικού φλοιού δεν ήταν πλέον απαραίτητη», εξηγεί η ερευνήτρια.

«Τα ευρήματά μας αμφισβητούν τις παραδοσιακές αντιλήψεις για τη μάθηση και τη μνήμη. Ενώ ο εγκεφαλικός φλοιός θεωρείται εδώ και καιρό το πρωταρχικό κέντρο του εγκεφάλου για τη μάθηση, τη μνήμη και την ευελιξία συμπεριφοράς, βρήκαμε ότι το vLGN και όχι ο οπτικός φλοιός αποθηκεύει στην πραγματικότητα αυτές τις κρίσιμες γνώσεις», σημειώνει η Χόφερ, ανώτερη συγγραφέας της μελέτης.

Οι ερευνητές αποκάλυψαν επίσης τους κυτταρικούς και μοριακούς μηχανισμούς πίσω από αυτή τη διαδικασία. Η μάθηση ενισχύεται μέσω της αυξημένης νευρικής δραστηριότητας σε συγκεκριμένους νευρώνες στο vLGN που ενεργοποιείται από την απελευθέρωση ενδοκανναβινοειδών – μορίων του εγκεφάλου που είναι γνωστό ότι ρυθμίζουν τη διάθεση και τη μνήμη. Τα ενδοκανναβινοειδή μειώνουν την ανασταλτική επίδραση στους νευρώνες του vLGN, επιτρέποντάς τους να ενεργοποιηθούν περισσότερο όταν ένα υποτιθέμενο απειλητικό ερέθισμα παρουσιάζεται ξανά.

Οι επιπτώσεις αυτής της ανακάλυψης εκτείνονται και πέρα ​​από το εργαστήριο.

«Τα ευρήματά μας θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν στην κατανόηση του τι πάει στραβά στον εγκέφαλο σε διαταραχές όπου η ρύθμιση του φόβου είναι δυσλειτουργική, όπως οι φοβίες, το άγχος και το PTSD», εξήγησε η Χόφερ.

«Αυτό θα μπορούσε να ανοίξει νέους δρόμους για τη θεραπεία των διαταραχών του φόβου στοχεύοντας κυκλώματα του νLGN ή τοπικά ενδοκανναβινοειδή συστήματα» πρόσθεσε.

Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει τώρα να συνεργαστεί με κλινικούς ερευνητές για να μελετήσει αυτά τα εγκεφαλικά κυκλώματα σε ανθρώπους, με την ελπίδα να αναπτύξει κάποια μέρα νέες, στοχευμένες θεραπείες για τις δυσπροσαρμοστικές αντιδράσεις στο φόβο και τις αγχώδεις διαταραχές.

Αυτός ο φόβος μπορεί να είναι επιζήμιος για την ψυχολογική υγεία ενός ανθρώπου αλλά και να οδηγήσει σε εξουθενωτικές καταστάσεις όπως η διαταραχή μετατραυματικού στρες (PTSD).

• Σε μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Science, ο νευροβιολόγος Χούι-Καν Λι και συνάδελφοί του βρήκαν έναν μηχανισμό στη ρίζα του φόβου που προκαλείται από το στρες. Πρόκειται για μία αλλαγή στους χημικούς αγγελιοφόρους ή νευροδιαβιβαστές που επιτρέπουν στα εγκεφαλικά κύτταρα να επικοινωνούν μεταξύ τους.

Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν σε περιοχή που ονομάζεται ραχιαία ραφή, η οποία βρίσκεται στο στέλεχος του εγκεφάλου των θηλαστικών. Αυτό το τμήμα του εγκεφάλου είναι υπεύθυνο για τη ρύθμιση της διάθεσης και του άγχους, καθώς και για την παροχή σημαντικής ποσότητας σεροτονίνης στον πρόσθιο εγκέφαλο. Η συγκεκριμένη περιοχή έχει επίσης σημαντικό ρόλο στην εκμάθηση του φόβου.

Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, οι ερευνητές διαπίστωσαν πως όταν τα ποντίκια βίωσαν ένα έντονα στρεσογόνο  γεγονός, οι νευρώνες τους σε αυτή την περιοχή υπέστησαν δραματική αλλαγή. Τα κύτταρα άρχισαν να παράγουν λιγότερο γλουταμικό, έναν νευροδιαβιβαστή που τείνει να ενεργοποιεί άλλους νευρώνες και περισσότερο Γ-αμινοβουτυρικό οξύ (GABA), ο οποίος τείνει να τους ηρεμεί. Αυτή η αλλαγή εμφανίστηκε μέσα σε τρεις ημέρες από το στρεσογόνο γεγονός και παρέμεινε για τουλάχιστον έναν μήνα.

• «Τα αποτελέσματα μάς παρέχουν σημαντικές πληροφορίες για τους μηχανισμούς που εμπλέκονται στη γενίκευση του φόβου», δήλωσε ο νευροβιολόγος Νίκολας Σπίτσερ, συν-συγγραφέας της μελέτης.

«Το πλεονέκτημα της κατανόησης αυτών των διαδικασιών σε αυτό το επίπεδο μοριακής λεπτομέρειας, τι συμβαίνει και πού συμβαίνει, επιτρέπει μια παρέμβαση που στοχεύει τον συγκεκριμένο μηχανισμό» συμπλήρωσε ο ίδιος.

Οι ερευνητές αντιλήφθηκαν ότι η νευρωνική ανταλλαγή φάνηκε να συμβαδίζει με μία εντυπωσιακή αλλαγή συμπεριφοράς. Τα ποντίκια που είχαν υποστεί την εν λόγω αλλαγή άρχισαν να παγώνουν από φόβο, όχι μόνο στον θάλαμο όπου είχαν υποστεί τα ηλεκτροσόκ, αλλά και σε εντελώς νέα περιβάλλοντα στα οποία θα έπρεπε να αισθάνονται ασφαλή -ξεκάθαρο σημάδι γενικευμένου φόβου.

• Για να επιβεβαιώσουν τη σχέση μεταξύ της νευρωνικής αλλαγής και του γενικευμένου φόβου, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τεχνικές γενετικής για να αποτρέψουν την αλλαγή σε ποντίκια που είχαν υποστεί στρες.

Η ομάδα εξέτασε επίσης δείγματα εγκεφαλικού ιστού αποθανόντων που είχαν διαγνωστεί με PTSD και βρήκε ενδείξεις για το ίδιο είδος μετατόπισης νευροδιαβιβαστών που παρατηρήθηκε στα ποντίκια, υποδηλώνοντας έναν παρόμοιο μηχανισμό στο κλινικό άγχος. Αυτό το εύρημα βοήθησε τους ερευνητές να καταλάβουν πώς να καταστείλουν την αντίδραση του φόβου. Ένας τρόπος ήταν να χορηγήσουν στα ποντίκια έναν αδενο-συνδεδεμένο ιό ο οποίος καταστέλλει το γονίδιο που είναι υπεύθυνο για την παραγωγή του GABA.

• Όταν οι ερευνητές εκπαίδευσαν τα ποντίκια με το ερέθισμα του φόβου, δεν εμφάνισαν τα σημάδια της γενικευμένης διαταραχής που παρατηρήθηκε σε εκείνα που δεν έλαβαν θεραπεία με τον ιό.

Έπειτα, η ομάδα επιστημόνων διαπίστωσε ότι όταν χορήγησε το κοινό αντικαταθλιπτικό φλουοξετίνη στα ποντίκια αμέσως μετά το στρεσογόνο γεγονός, αποτράπηκε η εναλλαγή των νευροδιαβιβαστών και ο επακόλουθος γενικευμένος φόβος. Ωστόσο, έπρεπε να χορηγήσουν άμεσα το φάρμακο. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί τα αντικαταθλιπτικά είναι συχνά αναποτελεσματικά σε ανθρώπους με PTSD.

«Τώρα που έχουμε μία ιδέα για τον μηχανισμό του φόβου που προκαλείται από το στρες και το κύκλωμα που υλοποιεί αυτόν τον φόβο, οι παρεμβάσεις μπορούν να είναι στοχευμένες», τόνισε ο Σπίτσερ.

Τέλος, οι ερευνητές υπογραμμίζουν ότι δεν πρόκειται για θεραπεία αλλά για ένα πολλά υποσχόμενο εύρημα.