Когда собака Ивана Павлова услышала звон колокола, щенок начал слюноотделаться в ожидании своего обеда. Когда крысы профессора Мэри Торрегросса услышали похожий тон, они жаждали кокаина. По крайней мере, некоторые из них - до того, как Торрегросса и ее коллеги переписали свои воспоминания.
Торрегросса изучает психологию наркомании и рецидивы в Медицинском факультете Университета Питтсбурга (где она также является доцентом психиатрии). В новом исследовании, опубликованном 22 января в журнале Cell Reports, Торрегросса и двое ее коллег организовали павловский эксперимент, в котором группа лабораторных крыс пришла к тому, чтобы связать определенный аудиовизуальный сигнал с приливом кокаина.
В конце концов, простое видение или слышание сигнала заставило крыс жаждать больше кокаина - до тех пор, пока исследователи не «стерли» эту связь из мозга крыс с помощью метода нейронной стимуляции, называемого оптогенетикой. Внезапно крысы, подвергшиеся воздействию той же аудиовизуальной реплики, которая когда-то заставляла их мозг светиться от предвкушения, вообще не интересовались этой репликой.
«Как будто они никогда не видели кокаин», - сказал Торрегросса в интервью Live Science. «Это захватывающе, потому что есть вероятность, что в будущем могут появиться технологии нейронной стимуляции, которые могли бы также уменьшить тягу и рецидив у людей».
Вечное сияние разума грызунов
В новом исследовании крыс Торрегроссы помещали одну за другой в специальную клетку с рычагом, соединенным с насосом. Когда крыса нажала на рычаг, насос дал этой крысе небольшую внутривенную дозу кокаина. Каждый раз, когда это происходило, яркий свет над рычагом загорался на 10 секунд, пока в клетке звучал монотонный звон.
После того, как крыса повторила этот ритуал много раз, сказал Торрегросса, сочетание света и шума стало «сигналом» о том, что приближается порыв кокаина - что-то вроде знаменитого собачьего звонка Павлова, но для самостоятельного лечения грызуны.
Всякий раз, когда крысы подвергались воздействию этого светового / звукового сигнала в последующих испытаниях, их мозг показывал то, что Торрегросса назвала «жаждой» или «реакцией на рецидив» на раздражители, и крысы продолжали нажимать на рычаг «с очень высокой скоростью», даже когда рычаг больше не давал им кокаин.
Используя крошечные электроды, помещенные в мозг каждого грызуна, исследователи увидели, что этот жаждущий ответ был связан с повышенной активностью в миндалине крысы - центре эмоциональной обработки, отвечающем как за страх, так и за удовольствие. (Это миндалевидное скопление нейронов ранее также было связано с жаждой у людей.)
«Затем мы хотели посмотреть, сможем ли мы искусственно уменьшить эту тягу, стимулируя путь в миндалину», - сказал Торрегросса.
Для этого исследователи использовали метод оптогенетики - способ введения светочувствительных белков в мозг животного с последующим воздействием на них цветных лучей света для эффективного включения или выключения клеток по желанию.
В предыдущих исследованиях ученые успешно использовали эту технику, чтобы предотвратить появление у мышей эпилептических припадков или заставить их пить по команде. Торрегросса и ее команда хотели использовать его, чтобы отключить тягу к крысам, вызванную их крысами. Таким образом, они вводили своим крысам специальный вирус, несущий светочувствительные белки, которые открывали магазин на клеточном соединении, где сенсорная информация (такая как звук и свет) проникает в миндалину.
Купая эти клетки в лазере с синим светодиодом, исследователи могли контролировать поток информации в центры обработки эмоций крыс. В этом случае это означало ослабление значимости сигнала о наркотике, когда он входил в миндалину. Действительно, когда они объединили эту стимуляцию синим светом с привычными павловскими лекарственными сигналами крыс, исследователи обнаружили, что они могут обмануть грызунов, забыв о том, что комбинация «звук / свет» имеет какое-то отношение к удовольствию кокаином. Внезапно они стали гораздо меньше интересоваться попаданием кокаинового рычага в свои клетки.
«После 15 минут стимуляции синим светом рецидив у крыс заметно снизился», - сказал Торрегросса. «По сути, мы стерли их воспоминания, чтобы они больше не отвечали на этот сигнал».
«Очень футуристические» вопросы
Хотя эта очевидная техника стирания памяти является удивительной находкой, Торрегросса отметил, что это может быть временным решением гораздо более сложной головоломки о том, как зависимость влияет на мозг. Возможно, например, что если бы недавно реабилитированным крысам снова давали кокаин в присутствии этого знакомого аудиовизуального сигнала, их жажда и рецидив импульса «вернулись бы одним выстрелом», как они были раньше.
Тем не менее, успех команды открывает некоторые интересные возможности для будущего мониторинга и лечения наркомании и, возможно, даже расстройств мозга у людей. Торрегросса заявила, что начала разговаривать со своими коллегами из отдела нейронной инженерии Университета Питтсбурга о жизнеспособности нейронных имплантатов, которые могли бы контролировать нейроны миндалины человека, а затем активироваться для подавления тяги или рецидива.
Однако все это «очень футуристично», сказал Торрегросса, и - если такое лечение возможно у людей - оно также погружено в этические вопросы. Если щелчок переключателя может «стереть» память триггера рецидива наркотика, что еще он может стереть? Могут ли хорошие воспоминания попасть под перекрестный огонь? Могут ли целые люди, места или переживания быть стерты в полномасштабной моде "Вечное сияние чистого разума"?
«Как мы можем повлиять только на плохие воспоминания, которые мы не хотим вызвать рецидив, и оставить все остальное в покое?» Торрегросса спросил. «Как далеко мы пойдем по тому пути, чтобы повлиять на мысли человека?»
