Peamisel ajupiirkonnal on sõltuvuses ülioluline roll
Uued uuringud näitavad, et väikeaju, suur osa inimese ajust, mis teadlaste arvates oli seotud peamiselt motoorse juhtimisega, võib mängida võtmerolli tasu otsimisel ja sotsiaalses käitumises. Tulemused võivad aidata teavitada tulevast ravi sõltuvuse ravimisel.
Hiljutised uuringud on vihjanud asjaolule, et lisaks liikumisele võib aju väikeaju aidata kontrollida ka kognitiivseid funktsioone, nagu keel, õppimine ja tähelepanu.
Nüüd väidavad NY Bronxis asuva Albert Einsteini meditsiinikolledži teadlased, et see piirkond võiks reguleerida ka tasu töötlemist ja sõltuvust.
Uut uuringut juhtis doktor Kamran Khodakhah, kes on Einsteini Dominick P. Purpura neuroteaduste osakonna professor ja juhataja. Teadlased viisid uuringu läbi hiirtel.
Prof Khodakhah ja tema meeskond avaldasid oma tulemused ajakirjas Teadus. Einsteini doktorant Ilaria Carta ja doktor Christopher Chen on mõlemad kirjutise esimesed autorid.
Miks uurida väikeaju?
Prof Khodakhah ja tema kolleegid ajendasid oma teadustegevuses toimuma uuemad uuringud, mis on vihjanud väikeaju rollile sõltuvuses ja sotsiaalses suhtluses.
Näiteks on mõned uuringud leidnud, et väikeaju ei toimi korralikult sõltuvuskäitumise, autismispektri häire (ASD), kognitiivse afektiivse sündroomi ja skisofreeniaga inimestel.
Teised MRI uuringud on näidanud, et sõltuvusega elavate inimeste väikeaju on hüperaktiivne vastuseks stiimulitele, millega nende sõltuvus on seotud, näiteks süstla kujutisele.
"Arusaamale, et väikeaju tegi palju muud kui liikumise kontrollimise, vastati palju skeptiliselt," selgitab uuringu vanem autor, "ja kellelgi polnud tõelisi vihjeid selle kohta, kuidas väikeaju võib dopamiini vabanemist mõjutada."
Teadlased on dopamiini nimetanud neurotransmitteriks seks, narkootikumid ja rock’n’roll, kuna sellel on peamine roll tasu otsimisel. Kui inimesed - või primaadid - saavad meeldiva tasu, olgu see siis õppeprotsessi lõpus või meelelahutuslikel eesmärkidel, vabastab nende keha hormooni.
Teine ajupiirkond, mida teadlased on tasu töötlemisel seostanud, on nn ventraalne tegmentaalne piirkond (VTA). Niisiis püstitasid teadlased praeguses uuringus hüpoteesi, et väikeaju neuronid suhtlevad kuidagi dopamiini eraldumise eest vastutavate VTA neuronitega.
Valguse kasutamine hiirte neuronite uurimiseks
Teadlased kasutasid hüpoteesi kontrollimiseks optogeneetikat. Optogeneetika on tehnika, mille abil teadlased muudavad neuroneid geneetiliselt nii, et need reageerivad valgusele.
Geneetiliselt valgustundlikkuse esilekutsumisel saaksid teadlased selektiivselt aktiveerida väikeaju neuronite aksonid. Seda tehes soovisid nad näha, kuidas see mõjutab VTA neuroneid.
Kolmandik VTA neuronitest tulistas vastusena aksonite stimulatsioonile, mis tõestas, et väikeaju neuronid suhtlevad VTA-s olevate neuronitega.
Järgmisena tahtsid teadlased näha, kuidas see interneuronaalne suhtlus mõjutas tasu otsivat käitumist, kui üldse. Selle aspekti uurimiseks viisid teadlased läbi hulga katseid hiirtega.
Kuidas väikeaju mõjutab tasu otsimist
Esimeses katses said närilised vabalt ruumi kõiki nelja nurka uurida, kuid ühte konkreetsesse nurka jõudes ergutasid teadlased optogeneetika abil näriliste väikeaju neuroneid.
Teadlased püstitasid hüpoteesi, et kui stimulatsioon oleks meeldiv, otsiksid närilised jätkuvalt tasuvat käitumist - st nad läheksid korduvalt tagasi nurka, kus nad meeldiva stimulatsiooni said.
Nagu meeskond eeldas, otsustasid stimuleeritud närilised naasta samasse nurka sagedamini kui kontrollhiired.
Järgmisena, kinnitamaks, et väikeaju neuronite aksonite stimuleerimine mängis rolli sõltuvuses, tingisid teadlased, et hiired saaksid nende aksonite meeldivat stimulatsiooni eredalt valgustatud piirkonnas.
Tavaliselt väldivad hiired eredat valgust ja kipuvad end pimedas mugavamalt tundma, kus nad saavad kiskjaid vältida. Kuid selles viimases katses otsustasid nad meeldiva stimulatsiooni huvides minna vastu tavapärasele eelistusele.
"Ehkki hiired tavaliselt väldivad heledaid alasid, jooksid nad eelistatult valguse poole, sest seal meenusid neile tasu saamine […] See viitab sellele, et väikeaju mängib sõltuvuskäitumises rolli."
Prof Kamran Khodakhah
Väikeaju on ka sotsiaalse käitumise võti
Teine katse näitas, et tserebellaarsete aksonite ja VTA neuronite vaheline rada mängib rolli ka sotsiaalses käitumises.
Teadlased panid hiired kolme kambriga karpi. Närilistel oli võimalus suhelda objekti, teise hiirega või olla üksi tühjal alal.
Kui nad otsustasid sotsiaalselt suhelda, oli tserebellaarsete aksonite ja VTA neuronite rada kõige aktiivsem. Kuid kui teadlased kasutasid selle neuronaalse raja vaigistamiseks optogeneetikat, valisid närilised kas üksi olemise või elutu objektiga suhtlemise.
Tulemused viitasid teadlastele, et väikeaju aksonite ja VTA neuronite rada võib ASD-ga inimestel olla düsfunktsionaalne.
"Meie andmed toetavad väikeaju rolli tasu töötlemisel ja sotsiaalse käitumise kontrollimisel," lõpetavad autorid.
"Me pakume, et see […] rada võib vähemalt osaliselt seletada väikeaju ja sõltuvust tekitava käitumise seost ning annab aluse väikeaju rollile teiste motiveeritud ja sotsiaalsete käitumiste puhul."
