Коли собака Івана Павлова почув дзвін дзвона, вихованець почав слинуватись в очікуванні свого обіду. Коли щури професора Мері Торрегросса почули подібний тон, вони жадали кокаїну. Принаймні, деякі з них - до того, як Торрегросса та її колеги переписали свої спогади.
Торрегросса вивчає психологію наркоманії та рецидивів в Медичній школі Пітсбурзького університету (де вона також є доцентом психіатрії). У новому дослідженні, опублікованому 22 січня в журналі Cell Reports, Торрегросса та двоє її колег влаштували павловський експеримент, в якому група лабораторних щурів приїхала пов’язати конкретну аудіовізуальну підказку із припливом коктейнової настійки.
Врешті-решт, лише бачення чи почуття киї змусило щурів жадати більше кокаїну - поки дослідники не стерли цю асоціацію з мозку щурів, використовуючи техніку нейростимуляції, яку називали оптогенетика. Раптом щури, піддані тій же аудіовізуальній киї, що колись змушували їхній мозок від очікування, зовсім не зацікавились києм.
"Це було так, як вони ніколи не бачили кокаїну", - сказав Торрегросса Live Science. "Це захоплююче, тому що існує ймовірність, що в дорозі можуть існувати нейростимуляційні технології, які, можливо, також можуть зменшити тягу, мотивовану киями, і рецидив людей".
Вічне сонечко розуму гризунів
У новому дослідженні щурів Торрегросса один за одним поміщали в спеціальну клітку з важелем, з'єднаним з насосом. Коли щур натискав на важіль, насос давав цьому щуру невелику внутрішньовенну дозу кокаїну. Кожного разу, коли це сталося, над важелем яскраве світло запалювалося протягом 10 секунд, тоді як у клітці лунав монотонний шум дзвінка.
Після того, як щур багато разів повторював цей ритуал, за словами Торрегросса, поєднання світла і шуму стало "вивіскою" того, що приплив кокаїну високий на шляху, подібний до знаменитого собачого обіду Павлова, але налаштований на самолікування гризуни.
Кожного разу, коли щури піддавались цьому світлому / звуковому сигналу в наступних випробуваннях, їхній мозок показав, що Торрегросса називає "тягою" або "рецидивом" реакції на подразники, а щури продовжували розминати важіль "з дуже високою швидкістю", навіть коли важіль більше не забезпечував їх кокаїном.
Використовуючи крихітні електроди, розміщені у мозку кожного гризуна, дослідники побачили, що ця реакція на тягу асоціюється із посиленою активністю у мигдалиці щура - центру емоційних процесів, що відповідає за страх та задоволення. (Цей мигдалеподібний згусток нейронів раніше також був пов'язаний із тягою у людини.)
"Далі ми хотіли побачити, чи зможемо ми штучно зменшити цю тягу, стимулюючи шлях до мигдалини", - сказала Торрегросса.
Для цього дослідники використовували методику, звану оптогенетику - спосіб введення чутливих до світла білків у мозок тварини, а потім піддаючи їх кольоровим пучкам світла для ефективного перемикання клітин на «волю» або «вимкнення» за бажанням.
У попередніх дослідженнях вчені успішно застосовували цю методику, щоб уберегти мишей від епілептичних припадків або змусити спрагнути по команді. Торрегросса та її команда хотіли використати це, щоб вимкнути тягу, викликану щурами щурів. Таким чином, вони вводили щурам спеціальний вірус, що переносить чутливі до світла білки, який створив магазин на стільниковому вузлі, куди сензитивна інформація (наприклад, звук і світло) потрапляє в мигдалину.
Купаючи ці клітини в блакитному світлодіодному лазерному світлі, дослідники могли контролювати потік інформації в центри обробки емоцій щурів. У цьому випадку це означало пом'якшення значущості наркотичного сигналу під час його входу в мигдалину. Дійсно, коли вони поєднали стимуляцію блакитного світла із знайомими павловськими наркоманами щурів, дослідники виявили, що вони можуть по суті обдурити гризунів забути, що поєднання звуку та світла не має нічого спільного із задоволенням від кокаїну. Раптом у них виявився набагато менший інтерес вдарити по важелю кокаїну у свої клітки.
"Після всього 15 хвилин дії стимулювання синім світлом поведінка рецидивів щурів помітно зменшилася", - сказала Торрегросса. "Це по суті так, як ми стирали їхні спогади, тому вони більше не відповідали на цю підказку".
"Дуже футуристичні" питання
Хоча ця уявна методика стирання пам'яті є захоплюючою знахідкою, Торрегросса зазначив, що це може бути тимчасовим виправленням набагато складнішої загадки про те, як залежність змінює мозок. Можливо, наприклад, що якщо щойно реабілітованим щурам знову давали кокаїн у присутності відомої аудіовізуальної киї, їх тяга та імпульси рецидиву «повернуться за один кадр», як вони були раніше.
Тим не менше, успіх команди викликає цікаві можливості для майбутнього моніторингу та лікування залежності, а можливо, навіть порушення мозку у людини. Торрегросса сказала, що почала розмовляти зі своїми колегами з відділу нейронної інженерії Пітсбурзького університету про життєздатність нейронних імплантатів, які могли б контролювати нейрони амігдали людини, а потім їх активувати, щоб придушити тягу чи рецидив реакції.
Це все "дуже футуристично", однак, сказав Торрегросса, і - якщо таке лікування можливо у людей - воно також загрожує етичним питанням. Якщо натискання перемикача може "стерти" пам'ять тригера рецидиву наркотиків, що ще може це стерти? Чи могли б добрі спогади потрапити в перехресний вогонь? Чи можуть цілі люди, місця чи досвід бути стертими в повному обсязі "Вічним сонцем бездоганного розуму"?
"Як ми можемо вплинути лише на погані спогади, які ми не хочемо викликати рецидиви, - а все інше залишити в спокої?" - спитав Торрегросса. "Як далеко ми йдемо цією дорогою, впливаючи на думки людини?"
