Tytuł: Prawie nieustraszony mózg Understand article

Tłumaczenie: Patrycja Kościelecka Czy nie byłoby wspaniale żyć bez lęku? Czy może jednak nie? Badania wykazują jak ważny może być lęk.

Bezstresowe życie jest jednym z najbardziej popularnych tematów nowel i filmów. W noweli  Nowy Lepszy Świat wydanej w 1932 roku, szczęście jest proste: wystarczy wziąć pigułkę i wszystkie problemy znikną razem z lękiem. Dla mnie jako neurologa i człowieka, który uwielbia science-fiction, niesamowitym jest zobaczyć niektóre fikcje Aldous Huxley, które stają się rzeczywistością w laboratoriach przeprowadzających podstawowe badania neurologiczne dotyczące lęku.

Lęk pomimo zróżnicowanych przyczyn powstawania wywołuje podobne objawy: twoje serce szybciej bije, a ty zaczynasz się pocić. W ekstremalnych przypadkach – jak atak paniki – występują także duszności, zawroty głowy, nudności, a nawet przerażenie przed utratą kontroli lub śmiercią.

Selektywne pozbywanie się pewnych odmian lęku jest kluczowym celem w neurologii, ponieważ szukamy rozwiązań do leczenia fobii, zespołu stresu pourazowego i innych niepokojących urazów. W Europie aż ponad 43 miliony ludzi jest dotkniętych takimi stanami (patrz tabela 1), a obecne leczenie zakłada jedynie psychoterapie i antydepresanty. Choć są to przydatne metody, w niektórych przypadkach nie przynoszą rezultatów i wywołują nieprzyjemne skutki uboczne. By dostarczyć bardziej efektywnych metod musimy zrozumieć jak mózg przetwarza lęk.

Na tę chwilę badacze zagłębiają się tylko w jednej części mózgu: podwzgórzu. Ulokowane głęboko w mózgu jest pewnego rodzaju centrum “starożytnego” mózgu odpowiedzialnego za motywacje i wewnętrzne potrzeby fizjologiczne jak np. głód. Pomimo tego, że ludzkie odruchy jak pragnienie szczęścia lub miłości nie są ograniczone do podwzgórza wciąż odnoszą się do podstawowych motywacji, które są zakorzenione w potrzebie przetrwania i rozmnażania. Jeżeli poziom energii w twoim organizmie spadnie, neurony w podwzgórzu będą krzyczeć wywołując poczucie głodu. Podobny łańcuch neurobiologicznych reakcji podkreśla poczucie pragnienia kiedy w twoim organizmie jest ubytek wody; złość kiedy ktoś wtargnie na twoje terytorium; lęk kiedy napotkasz agresywnego psa.

Jak to działa? Wiemy, że podwzgórze zawiera więcej niż 15 różnych grup komórek nerwowych – neuronów – które używają różnorodnych chemicznych przekaźników i receptorów do komunikacji. Bardzo mało wiadomo, które z tych neuronów są zaangażowane w każdą motywacje do przetrwania. Nie możemy także zrozumieć jak podwzgórze nadzoruje tak szeroki wybór różnych funkcji. Czy te same neurony są w to zaangażowane? Czy może odrębne, ale sąsiednie komórki szybko komunikują się w celu określenia, którą odpowiedź uruchomić?

By odpowiedzieć te na pytania, naukowcy potrzebują systematycznie rozkładać podwzgórze na jego części składowe, jak tysiące części z dużej układanki. Można tego dokonać poprzez włączanie lub wyłączanie odpowiednich neuronów używając jedynie błysku światła.

Czy brzmi to trochę jak coś z science fiction? Właściwie jest to jedna z technik zastosowanych w grupie badawczej, gdy pracowałem w Europejskim Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL)^w1. Foto aktywna proteina, taka jak występuje w naszym oku, jest wprowadzana do określonego typu neuronów w mózgu. Po podaniu proteina może uruchamiać lub wyciszać aktywność neuronu w odpowiedzi na błysk światła. Gdy naukowcy w naszej grupie zastosowali światło by wyłączyć poszczególne neurony w podwzgórzu myszy, ta utraciła  lęk. Zamiast unikać szczura – naturalnego wroga – podchodziła do niego, tym samym zmuszając nas do wstrzymania eksperymentu w celu ochrony myszy.

Zadziwiająco takie same zachowania zauważono u ludzi – co po raz pierwszy zasugerowało neuronaukowcom, że lęk jest kontrolowany przez różne części mózgu. Zanim wiedzieliśmy, że podwzgórze było związane z lękiem, myśleliśmy, że zapewne jedyną powiązaną częścią mózgu był inny mały fragment znany jako ciało migdałowate. Kobieta znana w literaturze naukowej jako SM cierpiała na chorobę genetyczną, która niszczyła neurony w ciele migdałowatym uznawanym za centrum emocji i istotny element w powstawaniu lęku. Przez lata naukowcy wystawiali SM na różnego rodzaju okropne symulacje wliczając w to horrory, jadowite węże i pająki, ale ona nie okazywała lęku. Jednak pewnego dnia kazali jej oddychać głęboko w powietrzu, które zawierało dużą ilość dwutlenku węgla. I właśnie ta sytuacja wywołała w SM atak paniki – krzyczała o pomoc, kiedy zabierano maskę gazową. Dzięki obserwacji SM naukowcy doszli do wniosku, że pozostałe rejony mózgu poza ciałem migdałowatym muszą być zdolne do wytwarzania lęku.

To był pierwszy raz kiedy SM doznała lęku. Można by pomyśleć, że to świetny pomysł. Naukowcy poszukują sposobu na wyeliminowanie lęku, by pomóc zwalczyć zaburzenia lękowe i pozostałe stany. Jednak, przypadek SM pokazuje, że lęk jest potrzebny w życiu. Przez lata brak lęku u SM doprowadził ją do wielu niebezpiecznych sytuacji – wliczając w to wiele napaści – ponieważ SM nie rozpoznawała wczesnych oznak niebezpieczeństwa, tak jak mysz beztrosko podążająca w stronę szczura. Lęk nie jest tylko niechciany i przeszkadzający, ale także po to by ostrzegać nas przed niebezpieczeństwem.

Badanie wykazało jak ważne jest dojście do balansu, który naukowcy wciąż poszukują. Podstawowe emocje mogą być niezbędne, ale mogą także przerodzić się w szkodliwe w sytuacjach ekstremalnych. Na przykład w książce Nowy Lepszy Świat ludzie płacą wysokie kwoty za całkowite szczęście i odwagę: jednak tracą wolność. Prawdopodobnie innym zadaniem lęku jest również wskazywanie potrzeby stałego rozwoju i reakcji by stworzyć odpowiednie wybory i by szukać odpowiedzi dotyczących naszych emocji i zachowań w domu, pracy lub szkole.

References

• Wittchen HU, Jacobi F (2005) Size and burden of mental disorders in Europe—a critical review and appraisal of 27 studies. European Neuropsychopharmacology 15: 357–376. doi: 10.1016/j.euroneuro.2005.04.012

Web References

• w1 – więcej informacji znajdziesz na stronie European Molecular Biology Laboratory (EMBL).

Resources

• Mysz pozbawiona lęku podążająca w kierunku szczura była pierwszą obserwacją w tym badaniu:
• Silva BA et al (2013) Independent hypothalamic circuits for social and predator fear. Nature Neuroscience 16: 1731–1733. doi: 10.1038/nn.3573
• Więcej o przypadku SM znajdziesz w:
• Feltman R (2015) Meet the woman who can’t feel fear. Washington Post Jan 20
• Costandi M (2013) Researchers scare ‘fearless' patients. Nature News Feb 2013
• By znaleźć wyjaśnienie optogenetyki, techniki kontrolującej aktywność neuronów na światło przeczytaj:
• Rutherford A (2015) Cell control in a flash. EMBLetc Jan 26
• By dowiedzieć się jak optogenetyka może być użyta by zbadać cykl mózgu, przeczytaj:
• Gross C (2014) Fight or Flight. EMBL Insight Lecture, Feb 16
• By dowiedzieć się o wcześniejszych badaniach EMBL dotyczących roli ciała migdałowatego w odniesieniu do lęku, przeczytaj:
• Stanley (2011) Nerwowy włącznik strachu. Science in School 18: 32–35

Institutions

Author(s)

Jose Viosca jest neuronaukowcem, który zmienił naukowy komunikator. Badał cykl neuronowy lęku jako habilitowany badacz w Europejskim Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL). Teraz jest stażystą redakcji Science in School. Jego Twitter: @jviosca

Review

Ten interesujący artykuł wprowadza czytelników w innowacyjną metodę optogenetyki poznającą funkcje mózgu. Jedną z funkcji jest wytwarzanie lęku, emocji wytwarzanej przez różne części mózgu takie jak podwzgórze i ciało migdałowate.

Lęk przed organem władzy lub porażką są uczuciem, które większość dzieci doznaje w szkole. Tak jak autor wskazuje, te rodzaje stresu powinny być dokładnie zarządzane przez nauczycieli i uczniów by stworzyć punkt równowagi, gdzie ważne cele nie są postrzegane jako “obalenia” lub “zagrożenia”. Ale czy lęk ma wystarczający potencjał by rozwinąć naukę? Neuronaukowcy kognitywni mocno w to wierzą.

Kilka dochodzeń wykazało, że kiedy przetwarzamy emocjonalnie naładowaną informacje, podwzgórze i ciałko migdałowate wytwarzają obfitą ilość  adrenaliny. Wśród skutków tak zwanego mechanizmu „walki lub ucieczki” jest poprawa pamięci korowej; wydarzenie emocjonalne jest zawsze rejestrowane z dodatkową żywotnością dla lepszego przetwarzania i wiedzy.

Ostatnio zaobserwowałem ciekawy “eksperyment” pedagogiczny przeprowadzony przez nauczyciela biologii. Podczas jednej lekcji uczniowie dowiedzieli się o anatomicznych cechach dinozaurów drapieżnych (Tyrannosauraus rex i innych) poprzez wyjaśnienie lekcji za pomocą bezpośredniej nauki, czytania i oglądania filmu dokumentalnego BBC. Na innej lekcji nauczyciel zrobił krótkie wprowadzenie, a następnie włączył film Park Jurajski! Czy czytelnik jest w stanie odgadnąć, która klasa osiągnęła lepsze wyniki w zapamiętywaniu informacji?

Luis M Aires, Szkoła Średnia Antonio Gedeao, Portugalia

License

CC-BY-NC-SA

Download

Download this article as a PDF