Jdete sám v lese, když najednou špionujete vlka. Prošlapáváte se za strom a vykukujete zpoza kufru. Dokonce i z dálky, kterou přísaháš, vidíš, jak se řezáky zvířete lesknou, ale je to dost daleko, že si to nevšimne. Ignorujete vlka a pokračujete v cestě, nebo zůstaňte na místě?
Podle nového výzkumu může mít vaše reakce méně společného s logickou analýzou situace a více s tím, jak se v reakci na hrozbu rozsvítí takzvané „statečné buňky“ v mozku. Naše mozky byly připraveny od raných stadií evoluce, aby reagovaly na rizika, aby nás udržely v bezpečí, ale ne všechny rizikové scénáře jsou stejně závažné jako hladový vlk v lese - a někdy nás naše mysl zaplaví obavami, když není riziko vůbec.
Vědci z Uppsala University ve Švédsku a Federální univerzity v Rio Grande do Norte v Brazílii určili jedno vlákno kognitivní sítě, která řídí úzkost: oriens lacunosum-Molulare interneurons, nebo OLM buňky. Tyto mozkové buňky se aktivují, aby nám daly najevo, že jsme v rizikových situacích v bezpečí, a mohou poskytnout novou metodu k potlačení vysilujících účinků úzkostných poruch.
Buňky OLM se nacházejí v hippocampu, malém kousku tkáně plácnutí uprostřed mozku, který je nejlépe známý pro svou roli zavádějící krátkodobou až dlouhodobou paměť. Konkrétněji, OLM buňky žijí ve ventrálním hippocampu, který hřebeny podél vnitřku mozkovité části ve tvaru mořského koníka. Zatímco protichůdný dorzální hippocampus se během prostorových kognitivních funkcí rozsvítí, ventrální hippocampus je spojen s emocemi včetně úzkosti.
Schéma hippocampu v lidském mozku. ( Anatomie lidského těla, Henry Gray) "Teprve za posledních deset let začali vědci oceňovat rozdíl mezi ventrálním a dorzálním hippocampem, " říká Sanja Mikulovic, hlavní autorka nové studie Nature Communications a postdoktorandský výzkumník na Uppsale University. "Když jsme začali vyšetřovat, viděli jsme ve ventrálním hippocampu jinou aktivitu, která souvisí se zpracováním emočních informací."
Klíčem k oddělení těchto dvou oblastí a jejich funkcí je měření jejich vibrací. Naše mozky vytvářejí vlny s řadou frekvencí, které diktují naše myšlenky a činy. (Neurovědci vědí hodně o tom, jak k těmto vibracím dochází, o jejich struktuře a chemii, ale podstatně méně o tom, proč.) Ukázalo se, že vlny theta typu 1, které mají vyšší frekvenci, se vlnily hřbetním hippocampem, když se zvíře pohybuje a zkoumá. Naproti tomu vlny theta s nízkou frekvencí typu 2 se objevují ve ventrálním hippocampu během stresových situací, jako je setkání s dravcem.
Ačkoli oba typy theta vln převládají v hippocampu, zabírají jedinečné obvody v dorzálním a ventrálním úseku. Představte si, že se snažíte najít cestu domů z práce. V té chvíli Mikulovič říká, že theta vlny typu 1 narůstají hřbetním hippocampem, aby vytáhly prostorovou mapu vaší trasy domů. Pokud ale po silnici uvidíte podivné a ohrožující zvíře, ve ventrálním hippocampu by se současně objevily vlny theta typu 2. Aby se rozhodlo, zda pokračovat nebo se vrátit zpět, dva typy theta aktivity vzájemně interagují a ovlivňují vaše rozhodnutí.
Generace dvou různých vln theta byla kdysi považována za způsobenou určitým neurotransmiterem, acetylcholinem, jakož i citlivostí této molekuly na anestetika. Když výzkum tuto teorii odhalil, Mikulovic a její kolegové začali přemýšlet, jestli různé vibrace přicházejí z buněk, které vytvářely vlny. Vědci se rozhodli zacílit na OLM buňky, které byly dříve spojeny s úzkostnými odpověďmi.
Tým použil techniku zvanou optogenetická aktivace, která spouští neurony citlivé na světlo pomocí různých barevných optických vláken vložených do mozku myší. Mikulovic a její tým zjistili, že aktivace OLM buněk zvýšila generaci theta vlny typu 2 v hippocampu a inhibice buněk tuto aktivitu snížila. Zdálo se, že buňky OLM vytvářejí v mozku vlny.
Vědci byli také schopni spojit generaci theta typu 2 se zvýšeným rizikovým chováním v reakci na situace vyvolávající úzkost. Vědci umístili myši do kruhové arény s páchnoucí chumáčkou kočičích vlasů uprostřed. Myši, u kterých byly stimulovány OLM buňky, byly s větší pravděpodobností prozkoumány blíže ke středu, zatímco myši, u nichž byly inhibovány jejich OLM buňky, zůstaly na okrajích strachově.
Když myši stimulovaly OLM buňky, vydaly se blíže ke shluku páchnoucích chlupů koček ve středu kruhového bludiště. (Sanja Mikulovic et al.) Výsledky jsou slibné, ale stejně jako u všeho v mozku existuje více nuancí, které je třeba prozkoumat. V jiných studiích bylo prokázáno, že vlny theta typu 2 se objevují u samců v přítomnosti ženských subjektů, což naznačuje, že vlny theta 2 nemusí být pro úzkost jedinečné.
"Je [myš] úzkostná nebo přitahovaná?" Diví se Mikulovič. "Nevylučujeme možnost, že existuje více podtypů theta 2." Chceme pochopit, jak se theta 2 týká různých chování. “
Stejně jako emoce samotné je mozek složitý a do značné míry nevyčerpatelný. Jediný okamžik způsobí aktivaci a interakci mnoha různých částí mozku, z nichž každá má svou vlastní funkci. Pochopení toho, co každá část přispívá, nám může pomoci pochopit, jak vnímáme svět a účinněji řídit naše reakce na tyto vnímání.
Spojení OLM buněk s vlnami theta 2 pomáhá objasnit, jak hippocampus interaguje s jinými částmi mozku a vytváří odpověď na úzkost. Bylo prokázáno, že ventrální hippocampus interaguje často s prefrontální kůrou a amygdalou, které hrají při rozhodování důležitou roli. Jednoduchý amygdala (metaforicky nazývaný „ještěrský mozek“) vytváří autonomní strachové reakce, zatímco vyšší kognitivně fungující prefrontální kůra pomáhá při rozhodování tváří v tvář strašlivým podnětům a amygdalu v případě potřeby inhibuje. Vlny theta typu 2 pravděpodobně pomáhají synchronizovat ventrální hippocampus s těmito regiony tím, že je doslova získají na stejné vlnové délce.
"Hippocampus komunikuje s oběma z nich a poté zasílá určité druhy informací, které pomáhají při rozhodování o tom, zda se bát nebo ne, " říká Joshua Gordon, ředitel Národního institutu duševního zdraví. "Už jsme zjistili, že když ve světě existuje podnět vyvolávající úzkost, máme tendenci vidět zvýšení schopnosti [theta 2] v hippocampu synchronizovat s [theta 2] v ostatních strukturách."
Koronální řezy, které vykazují distribuci OLM buněk ve ventrocaudálním, prostředním a dorzorostrálním hippocampu. Zelené obdélníky představují polohu počítání buněk v příslušných řezech. (Sanja Mikulovic et al.) Poruchy úzkosti byly spojeny s přerušeným spojením mezi prefrontální kůrou a amygdalou a nyní, když vědci vědí, že OLM buňky produkují vlny theta typu 2, mohou vyřezat nové cesty pro léčbu úzkosti. Stejně jako všechny buňky, i OLM buňky mají své vlastní jedinečné sady receptorů a senzitivit, které by mohly být manipulovány, aby se zvýšily vlny theta 2 a potlačily inhibiční nebo nevhodné úzkostné reakce. Podle Gordona existují v současné době dva primární způsoby léčby úzkosti: léky, které vážou receptory v celém mozku, a psychoterapie, které učí prefrontální kůru, jak omezit amygdalu. Potenciální třetí cestou by mohlo být léčivo určené k cílení receptorů v OLM buňkách k aktivaci vln theta typu 2, když se úzkost cítí nezvladatelná.
Gordon však varuje před nedbalým řešením. Doposud byly studie provedeny pouze na myších, takže neexistuje žádný definitivní důkaz, že zjištění jsou přímo aplikovatelná na člověka. Poukazuje také na to, že výzkum ukazuje, že OLM buňky jsou citlivé na nikotin (což je obzvláště osvícující pro ty z nás, kteří řetězení kouře zvládají s úzkostí), ale kouření by nemělo být považováno za dlouhodobé řešení pro léčbu úzkosti kvůli návykové vlastnosti a další nepříjemné vedlejší účinky.
"Vývoj lepšího nikotinu pro úzkost nás nevede dolů novými cestami, " směje se Gordon. "Ale to začíná říkat, jak bychom mohli ošetřovat OLM buňky."
Dobře naolejované OLM buňky jsou v neustále se rozvíjejícím kognitivním motoru mozku schopny určit, kdy je bezpečné přelézt se nebezpečnými a neznámými. Ale i když naše mozky sledují stejné základní plány, každý mozek se chová trochu jinak. Když buňky OLM selhávají, naše mozky mohou panikařit, i když je vnímaná hrozba zcela překonatelná. Díky identifikaci úlohy každého buněčného kolečka ve stroji by vědci mohli být schopni tyto závady oslovit a pomoci našim mozkům běžet trochu plynulejší.
