Wprowadzenie

Znane są dowody na to, że zarówno w przypadku ludzi, jak i zwierząt aktywność fizyczna lub umysłowa skutkuje lepszym stanem emocjonalnym. Wyniki ostatnich badań eksperymentalnych, prowadzonych na myszach, pozwoliły wykryć łagodzący wpływ aktywności na poziom stresu, co odbywa się za pośrednictwem obwodu mózgowego, o którym wiadomo, że jest związany z regulacją stanu emocjonalnego, zaburzeniami nastroju i skutecznością leków psychotropowych. Odkrycie stanowi przyczynek do zrozumienia neurologicznego podłoża odporności na niektóre zaburzenia psychiczne, a także do opracowania nowych metod profilaktyki i leczenia chorób związanych ze stresem.

W bieżących badaniach naukowcy z amerykańskiego Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego (NIMH) wykorzystali model mysi, ponieważ przypomina on szczególnie dobrze wpływ stresu społecznego na poziom nastroju u ludzi.

Mysie samce stają się bardzo agresywne, gdy muszą przebywać razem na niewielkiej powierzchni. Jeżeli przebywają w warunkach, które narażają je na przemoc ze strony innych samców, zaczynają zachowywać się w sposób, który bardzo przypomina reakcje depresyjne u ludzi. Wcześniejsze badania naukowe wykazały, że myszy przetrzymywane w warunkach, które stwarzały im mnóstwo okazji do ćwiczeń fizycznych i czynności eksploracyjnych, pozostawały mniej podatne na szkodliwe skutki bullyingu ze strony towarzyszy i były bardziej żywotne w porównaniu z myszami trzymanymi w bardziej spartańskich warunkach.

Ustalono, że korzyści, które wynikają z aktywności i stymulacji otrzymywanej z otoczenia, wiążą się z powstawaniem nowych neuronów w mysim mózgu. Kolejnym krokiem, który należało podjąć, było jak najdokładniejsze sprecyzowanie, gdzie dokładnie w mózgu zachodzą zmiany, które prowadzą do złagodzenia symptomów stresu.

Przebieg badań

Zanim myszy narażono na stres społeczny, wszystkie osobniki biorące udział w badaniu podzielono na trzy grupy, przez trzy tygodnie spędzające czas w różnych warunkach: w zubożonym środowisku, tj. w klatce wyścielonej tylko trocinami, w standardowej klatce z tekturowym tunelem i miejscem na uwicie gniazda lub w "wypasionej" klatce, w której znajdowały się kołowrotki, a także tunele o różnych kształtach i różnej wielkości. Po trzech tygodniach połowę myszy z każdej grupy umieszczano na kilka następnych tygodni w ciasnej klatce z inną myszą, jednak zapobiegając ewentualnym walkom między zwierzętami i obrażeniom za pomocą przegrody.

Myszy, które pierwotnie trzymano w zubożonym środowisku lub w standardowych warunkach, w sytuacji ekspozycji na zagrożenie zachowywały się w testach behawioralnych w sposób, który wskazywał na depresję: były bierne i nadmiernie ostrożne, na przykład unikały jasno oświetlonej przestrzeni i poszukiwały bezpiecznego, zaciemnionego schronienia. Natomiast myszy narażone na szykany o charakterze społecznym, które chowano wcześniej w warunkach dostarczających im bogatej i zróżnicowanej stymulacji, zdawały się zupełnie odporne na ich negatywne emocjonalne skutki. Jak wykazały już wcześniejsze badania, zróżnicowane środowisko wydawało się uodparniać zwierzęta przed skutkami społecznego stresu.

Naukowcy z NIMH, prowadzący omawiane badania, Michael Lehmann i Miles Herkenham, analizowali również zmiany, jakie zachodziły w mysim mózgu pod wpływem ćwiczeń i chroniły zwierzęta przed wystąpieniem objawów stresu. W swoich poszukiwaniach badacze skupili się na obwodzie funkcjonalnym, w którego skład wchodzą ośrodki zaangażowane w procesy emocjonalne. W przypadku myszy chowanych w środowisku bogatym w bodźce stwierdzono istotnie podwyższoną ilość białka, którego obecność wskazuje na poziom aktywności neuronów kory limbicznej (infralimbic cortex, ILC), części wspomnianego obwodu.

Obszary mózgu połączone z ILC i otrzymujące z niej impulsację, charakteryzowały się podobnie podwyższonym poziomem wzbudzenia. Jeżeli ILC została u myszy unieczynniona jeszcze na początku trwania eksperymentu, pozytywny efekt stymulującego środowiska nie występował. Natomiast jeżeli ILC unieczynniono po upływie pierwszych trzech tygodni eksperymentu, obszary mózgu, które otrzymują impulsację z ILC, wykazywały nadal podwyższony poziom aktywności, co wiązało się z wystąpieniem pozytywnego efektu stymulującego środowiska i z większą odpornością na stres. Jak się okazało, ILC stanowi rodzaj furtki, otwierającej drogę dla korzystnej aktywności połączonych z nią innych części mózgu. Jeżeli owe ośrodki zostały już raz wzbudzone przez ILC, nie ma dalszego znaczenia to, czy ILC nadal jest "na linii".

Stymulujące środowisko miało z kolei odwrotny wpływ na tę część mózgu, która wpływa na odpowiedź organizmu na stres: z jednej strony otoczenie bogate w bodźce zachęca do podejmowania aktywności, z drugiej - wygasza aktywność w rejonach mózgu związanych z podwyższonym poziomem gotowości do reakcji stresowej.

Znaczenie badań

Głównym celem badań było lepsze zrozumienie, w jaki sposób stres przyczynia się do rozwoju zaburzeń nastroju, oraz ustalenie podłoża różnic indywidualnych, występujących u ludzi i u zwierząt pod względem odporności na stres.

Duża część prowadzonych obecnie badań ukierunkowana jest na ujęcie podłoża procesów psychicznych i ich zaburzeń w kategoriach obwodów neuronalnych. Uważa się na przykład, że zaburzenia w radzeniu sobie przez mózg z lękotwórczymi wspomnieniami, odgrywają pewną rolę w etiologii zaburzeń lękowych i depresji. U szczurów, które na drodze warunkowania nabyły reakcje lękowe w odpowiedzi na określone dźwięki, stymulowanie obszaru ILC łagodzi reakcje lękowe. Wyniki prezentowanych badań wskazują, że oddziaływanie środowiska także może uodpornić myszy na stres poprzez zmiany wywołane w tym samym obwodzie mózgowym.

Okolice mózgu, które były obiektem omawianych badań są analogiczne do okolic mózgowych, w których obserwuje się zmiany funkcjonalne u ludzi cierpiących z powodu takich zaburzeń, jak depresja czy zespół stresu pourazowego. Znajomość fizjologicznych podstaw odporności emocjonalnej jest kluczowa dla opracowania strategii profilaktyki zaburzeń nastroju; wyznacza również cele dla rozwoju nowych leków, na które stale utrzymuje się spore zapotrzebowanie.

[tłum./oprac. C. O. Reless]

Źródło: NIMH

Referencje dokumentu: Lehmann, M.I., and Herkenham, M. Environmental enrichment confers stress resiliency to social defeat through an infralimbic cortex-dependent neuroanatomical pathway. Journal of Neuroscience 31:6159-6173, 2011.