Wyniki dotychczasowych badań jednoznacznie wskazują, że główną rolę w koordynowaniu reakcji lękowych, pojawiających się w odpowiedzi na bodźce zagrażające, odgrywa ciało migdałowate. Ciało migdałowate (amygdala, jądro migdałowate) to niewielka parzysta struktura, znajdująca się wewnątrz płatów skroniowych, w ich części przyśrodkowej, w okolicy podstawy mózgu. Mimo posiadania tej wiedzy, działanie połączeń i obwodów nerwowych zaangażowanych w kontrolę reakcji lękowych pozostaje nadal dość słabo poznane.

W celu zbadania przebiegu połączeń nerwowych aktywnych w czasie odczuwania lęku dr Karl Deisseroth wraz ze współpracownikami ze Stanford University wykorzystali nową technikę badawczą - optogenetykę.

Optogenetyka została rozwinięta przy udziale dr Karla Deisserotha i innych badaczy już przed kilkoma laty. Polega ona na wykorzystaniu inżynierii genetycznej w taki sposób, by wprowadzić do wybranych komórek nerwowych w mózgu myszy białka wrażliwe na światło, to jest takie, których właściwości zależą od działania na nie światła o różnej długości fali.

W ten sposób badacze mają możliwość aktywowania lub wyłączania komórek nerwowych w zależności od długości zastosowanej fali świetlnej. Światło jest doprowadzane do danego rejonu mózgu i znajdujących się tam komórek nerwowych za pomocą światłowodów.

Prace badawcze zostały zrealizowane między innymi dzięki grantowi amerykańskich Narodowych Instytutów Zdrowia (NIH), w tym Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego (NIMH), Narodowego Instytutu Narkomanii (NIDA) oraz ze środków pochodzących z nagrody dyrektora Narodowych Instytutów Zdrowia: NIH Director's Pioneer Award. Jak już wcześniej wspomniano, wyniki badań zostały opublikowane w Nature, w wydaniu z dnia 9 marca 2011.

Naukowcy skoncentrowali się na połączeniach nerwowych, które łączą brzuszno-boczną część jądra ciała migdałowatego z jego jądrem środkowym. Badania prowadzone wcześniej przez inny zespół naukowców ze Stanford University z wykorzystaniem fMRI wykazały, że właśnie w tych rejonach można oczekiwać wystąpienia nieprawidłowych wzorców aktywności u pacjentów cierpiących z powodu zaburzenia lękowego uogólnionego. W tym zaburzeniu psychicznym lęk występuje niezależnie od okoliczności zewnętrznych i ma najczęściej charakter przewlekły. Pacjent ma skłonność do nadmiernego zamartwiania się, występuje niepokój ruchowy i skargi somatyczne, wskazujące na pobudzenie wegetatywnego układu nerwowego.

Myszy zazwyczaj unikają otwartej przestrzeni, ponieważ w warunkach naturalnych przebywanie na niej oznacza większe prawdopodobieństwo kontaktu z drapieżnikiem. Jednak w sytuacji, gdy zespół badawczy pod kierunkiem dr Deisserotha użył światła, by wybiórczo stymulować połączenia nerwowe w ciele migdałowatym, zachowanie myszy ulegało całkowitej zmianie. Gryzonie, przedtem bardzo ostrożne, stawały się znacznie bardziej ośmielone i spędzały znacznie więcej czasu na otwartej przestrzeni.

Natomiast, gdy w innej grupie myszy połączenia nerwowe dezaktywowano światłem, wówczas zwierzęta stawały się znacznie bardziej ostrożne i niechętne do podejmowania ryzykownych zachowań: poruszały się głównie wzdłuż ścian komory testowej i nigdy nie wychodziły na jej środek.

Naukowcy utrzymują, że udało im się zaprezentować znaczenie dalszych badań nad precyzyjnie wyodrębnionymi połączeniami między rejonami mózgu. Z tym podejściem wiążą na przyszłość znacznie większe nadzieje niż z badaniem jedynie poszczególnych typów komórek i ich aktywności w mózgu. Nie po raz pierwszy w neuronauce okazuje się, że równie istotne jak prowadzenie badań nad ośrodkami mózgowymi, jest badanie występujących między nimi połączeń. Dzięki badaniom zespołu dr Deisserotha udało się w sposób bardzo dokładny zidentyfikować połączenie nerwowe współtworzące obwód, który wydaje się ważny w kontroli reakcji lękowych.

"Zaburzenia lękowe są częstą, ale ciągle słabo poznaną chorobą psychiczną" - mówi dr Deisseroth. "Odkrycie nowego obwodu nerwowego, którego działanie polega na wygaszaniu lęku, a nie jego wzbudzaniu, wskazuje na potrzebę nowego teoretycznego ujęcia lęku, przebiegu jego regulacji i leczenia".

[Tłum.\oprac. C. O. Reless]

Źródła: Scientists Switch Off Brain's Anxiety Circuit - Amygdala circuitry mediating reversible and bidirectional control of anxiety

Dalsze informacje: Optogenetics - An optogenetic toolbox designed for primates - Deisseroth Lab