Když pes Ivana Pavlova uslyšel zvonění zvonku, štěně začalo slinit v očekávání jeho večeře. Když krysy profesorky Mary Torregrossy slyšely podobný tón, touží po kokainu. Alespoň některé z nich ano - než Torregrossa a její kolegové přepsali své vzpomínky.
Torregrossa studuje psychologii drogových závislostí a recidivy na University of Pittsburgh School of Medicine (kde je také docentkou psychiatrie). V nové studii zveřejněné 22. ledna v časopise Cell Reports zahájila Torregrossa a dva její kolegové pavloviánský experiment, při kterém skupina laboratorních krys přišla spojit konkrétní audiovizuální narážku s přívalem kokainové infuze.
Nakonec pouhým viděním nebo nasloucháním tága potkani touží po kokainu - dokud vědci „nevymažou“ toto spojení z mozků potkanů pomocí neurální stimulační techniky zvané optogenetika. Najednou krysy vystavené stejnému audiovizuálnímu narážce, které kdysi jejich mozky zářily s očekáváním, neprojevily zájem o narážku vůbec.
„Bylo to, jako by nikdy neviděli kokain,“ řekla Torregrossa Live Science. "To je vzrušující, protože existuje možnost, že po silnici by mohly existovat technologie neurální stimulace, které by mohly snížit touhu motivovanou narážkou a recidivu iu lidí."
Věčné slunce mysli hlodavců
V nové studii byly krysy Torregrossy umístěny jeden po druhém do speciální klece s pákou připojenou k pumpě. Když krysa stiskla páku, pumpa poskytla této kryse malou intravenózní dávku kokainu. Pokaždé, když se to stalo, jasné světlo nad pákou se rozsvítilo po dobu 10 sekund, zatímco v kleci hrál monotónní zvonění.
Poté, co krysa tento rituál mnohokrát opakovala, řekla Torregrossa, kombinace světla a šumu se stala „narážkou“, že spěch kokainu byl na cestě - něco jako Pavlovův slavný psí zvonek, ale připravený na samoléčení hlodavci.
Kdykoli byly krysy v následných pokusech vystaveny tomuto světelnému a zvukovému signálu, jejich mozek ukázal, co Torregrossa nazývá „touhou“ nebo „reakcí na relaps“ na podněty, a krysy pokračovaly v rmutování páky „opravdu vysokou rychlostí“, dokonce i když jim páka již neposkytovala kokain.
Pomocí malých elektrod umístěných do mozku každého hlodavce vědci viděli, že tato touha po touze je spojena se zvýšenou aktivitou v amygdale potkana - emocionálním zpracovatelském centru odpovědném za strach i potěšení. (Tento svazek neuronů ve tvaru mandle byl dříve spojen s touhou u lidí.)
„Dále jsme chtěli zjistit, zda bychom umělé snížení těchto chutí stimulovali cestou do amygdaly,“ řekla Torregrossa.
K tomu vědci použili techniku zvanou optogenetika - způsob, jak zavést do mozku zvířete bílkoviny citlivé na světlo a poté je vystavit barevným paprskům světla, aby se buňky podle přání efektivně zapínaly nebo vypínaly.
V předchozích studiích vědci úspěšně použili tuto techniku k zastavení epileptických záchvatů myší nebo k tomu, aby jim žízneli po velení. Torregrossa a její tým ho chtěli použít k vypnutí touhy po potkanech vyvolané touhou. Injektovali tak svým krysám speciální virus nesoucí světlocitlivé proteiny, které založily obchod na buněčné křižovatce, kde smyslové informace (jako je zvuk a světlo) vstupují do amygdaly.
Koupěm těchto buněk v modrém LED laserovém světle mohli vědci řídit tok informací do center pro zpracování emocí krys. V tomto případě to znamenalo tlumení významu drogové narážky, když vstoupila do amygdaly. Ve skutečnosti, když zkombinovali tuto stimulaci modrého světla se známými pavlovskými drogovými narážkami potkanů, vědci zjistili, že by mohli v podstatě podvádět hlodavce, aby zapomněli, že kombinace zvuku a světla má co do činění s potěšením z kokainu. Najednou měli mnohem menší zájem zasáhnout kokainovou páku do klecí.
„Po pouhých 15 minutách stimulace modrým světlem bylo relapsu krys výrazně sníženo,“ řekla Torregrossa. "Je to jako by jsme vymazali jejich vzpomínky, takže už na tu narážku nereagovali."
„Velmi futuristické“ otázky
Zatímco tato zjevná technika výmazu paměti je fascinující nález, Torregrossa poznamenal, že by to mohla být dočasná oprava mnohem složitější hádanky o tom, jak závislost mění mozek. Je například možné, že kdyby nově rehabilitovaným potkanům byl znovu podán kokain v přítomnosti tohoto známého audiovizuálního podnětu, jejich touha a impulsy relapsu by byly „v jednom záběru“, tak, jak tomu bylo dříve.
Úspěch týmu však stále přináší některé zajímavé možnosti pro budoucnost monitorování a léčby závislosti a možná i poruch mozku u lidí. Torregrossa uvedla, že začala hovořit se svými kolegy na oddělení nervového inženýrství University of Pittsburgh o životaschopnosti nervových implantátů, které by mohly monitorovat amygdala neurony dané osoby, a poté aktivovat, aby potlačila touhu nebo reakci na relaps.
To je všechno „velmi futuristické“, řekla Torregrossa, a - pokud je taková léčba u lidí možná, také se zabavuje v etických otázkách. Pokud pohyb přepínače může „vymazat“ paměť spouštěče relapsu drogy, co jiného by mohlo vymazat? Mohly by se dobré vzpomínky zachytit v křížové palbě? Mohli by být vymazáni celé lidi, místa nebo zkušenosti plnohodnotným způsobem „Věčného slunce bez neposkvrněné mysli“?
"Jak můžeme ovlivnit jen špatné vzpomínky, které nechceme způsobit relapsu - a nechat všechno ostatní o samotě?" Zeptala se Torregrossa. "Jak dalece po té cestě jdeme ovlivňovat myšlenky člověka?"
