Rudolf Cole
0 
890
175
Toen de hond van Ivan Pavlov een bel hoorde, begon de pup te kwijlen in afwachting van zijn avondeten. Toen de ratten van professor Mary Torregrossa een soortgelijke toon hoorden, hunkerde ze naar cocaïne. Sommigen van hen tenminste - voordat Torregrossa en haar collega's hun herinneringen herschreven.
Torregrossa bestudeert de psychologie van drugsverslaving en recidieven aan de University of Pittsburgh School of Medicine (waar ze ook universitair hoofddocent psychiatrie is). In een nieuwe studie die op 22 januari in het tijdschrift Cell Reports werd gepubliceerd, zetten Torregrossa en twee van haar collega's een Pavloviaans experiment op waarin een groep laboratoriumratten een specifiek audiovisueel signaal ging associëren met de opwinding van een cocaïne-infusie..
Uiteindelijk deden de ratten alleen hunkeren naar meer cocaïne door alleen de signalen te zien of te horen - totdat de onderzoekers die associatie uit de hersenen van de ratten "uitwisten" met behulp van een neurale stimulatietechniek die optogenetica wordt genoemd. Plots toonden ratten die werden blootgesteld aan dezelfde audiovisuele cue die hun hersenen ooit deed gloeien van verwachting, helemaal geen interesse in de cue. [Top 10 Mysteries of The Mind]
"Het was alsof ze nog nooit cocaïne hadden gezien", vertelde Torregrossa. "Dat is opwindend, want er is de mogelijkheid dat er op de weg neurale stimulatietechnologieën zijn die mogelijk ook cue-gemotiveerde hunkering en terugval bij mensen kunnen verminderen."
Eeuwige zonneschijn van de knaagdiergeest
In de nieuwe studie werden de ratten van Torregrossa een voor een in een speciale kooi geplaatst met een hendel die was verbonden met een pomp. Toen een rat op de hendel drukte, gaf de pomp die rat een kleine, intraveneuze dosis cocaïne. Elke keer dat dit gebeurde, brandde een fel licht boven de hendel gedurende 10 seconden terwijl een eentonig rinkelend geluid in de kooi speelde.
Nadat een rat dit ritueel vele malen had herhaald, zei Torregrossa, werd de combinatie van licht en geluid een 'signaal' dat de kick van een cocaïne-high op komst was - een beetje zoals Pavlov's beroemde doggy dinner-bel, maar klaar voor zelfmedicatie knaagdieren.
Telkens wanneer de ratten werden blootgesteld aan deze licht / geluidssignaal in daaropvolgende proeven, toonden hun hersenen wat Torregrossa een 'hunkering' of 'terugvalreactie' op de stimuli noemde, en de ratten bleven de hendel 'met zeer hoge snelheid' stampen, zelfs toen de hefboom hen niet langer van cocaïne voorzag.
Met behulp van kleine elektroden die in de hersenen van elk knaagdier waren geplaatst, zagen de onderzoekers dat deze hunkering in verband werd gebracht met verhoogde activiteit in de amygdala van een rat - een emotioneel verwerkingscentrum dat verantwoordelijk is voor zowel angst als plezier. (Dit amandelvormige cluster van neuronen is eerder ook in verband gebracht met hunkering bij mensen.)
"Vervolgens wilden we zien of we die onbedwingbare trek kunstmatig konden verminderen door het pad naar de amygdala te stimuleren," zei Torregrossa..
Om dit te doen, gebruikten de onderzoekers een techniek genaamd optogenetica - een manier om lichtgevoelige eiwitten in de hersenen van een dier te introduceren en ze vervolgens bloot te stellen aan gekleurde lichtstralen om cellen naar believen effectief "aan" of "uit" te schakelen. [3D-afbeeldingen: het menselijk brein verkennen]
In eerdere studies hebben wetenschappers deze techniek met succes gebruikt om te voorkomen dat muizen epileptische aanvallen krijgen, of om ze op commando dorstig te maken. Torregrossa en haar team wilden het gebruiken om het hunkeren naar hun ratten uit te schakelen. Dus injecteerden ze hun ratten met een speciaal virus dat lichtgevoelige eiwitten draagt, die zich vestigden op het cellulaire knooppunt waar sensorische informatie (zoals geluid en licht) de amygdala binnenkomt..
Door die cellen in een blauw LED-laserlicht te baden, konden de onderzoekers de informatiestroom naar de emotieverwerkingshubs van de ratten regelen. In dit geval betekende dat het temperen van de betekenis van de drugscue toen deze de amygdala binnenging. Toen ze deze blauwe lichtstimulatie combineerden met de bekende Pavloviaanse drugssignalen van de ratten, ontdekten de onderzoekers dat ze de knaagdieren in wezen konden misleiden door te vergeten dat de combinatie van geluid en licht iets te maken had met het plezier van een cocaïne-high. Plots hadden ze veel minder interesse om de cocaïnehendel in hun kooien te raken.
"Na slechts 15 minuten van deze blauwe lichtstimulatie was het terugvalgedrag van de ratten aanzienlijk verminderd", zei Torregrossa. "Het is in wezen alsof we hun herinneringen hebben gewist, dus ze reageerden niet meer op dat signaal."
"Zeer futuristische" vragen
Hoewel deze schijnbare geheugenverwijderingstechniek een fascinerende vondst is, merkte Torregrossa op dat het een tijdelijke oplossing zou kunnen zijn voor een veel ingewikkelder puzzel van hoe verslaving de hersenen verandert. Het is bijvoorbeeld mogelijk dat als de pas gerehabiliteerde ratten opnieuw cocaïne zouden krijgen in de aanwezigheid van dat bekende audiovisuele signaal, hun verlangen en terugvalimpulsen 'in één keer terug zouden zijn', zoals ze daarvoor waren..
Toch werpt het succes van het team enkele interessante mogelijkheden op voor de toekomst van het bewaken en behandelen van verslaving, en mogelijk zelfs hersenaandoeningen, bij mensen. Torregrossa zei dat ze met haar collega's van de afdeling neurale engineering van de Universiteit van Pittsburgh is gaan praten over de levensvatbaarheid van neurale implantaten die de amygdala-neuronen van een persoon kunnen controleren en vervolgens worden geactiveerd om een hunkering of terugval te onderdrukken..
Dit is echter allemaal "erg futuristisch", zei Torregrossa, en - als een dergelijke behandeling mogelijk is bij mensen - is het ook verwikkeld in ethische kwesties. Als het omdraaien van een schakelaar het geheugen van een trigger voor terugval van medicijnen kan "wissen", wat kan het dan nog meer wissen? Kunnen goede herinneringen in het kruisvuur terechtkomen? Kunnen hele mensen, plaatsen of ervaringen worden uitgewist in de volledige 'Eternal Sunshine of The Spotless Mind'-mode?
"Hoe kunnen we alleen de slechte herinneringen beïnvloeden die we niet willen terugval veroorzaken - en al het andere met rust laten?" Vroeg Torregrossa. 'Hoe ver gaan we die weg om iemands gedachten te beïnvloeden?'
- Waarom we vergeten: 7 vreemde feiten over geheugen
- 7 manieren waarop marihuana de hersenen kan beïnvloeden
- 10 dingen die je niet wist over de hersenen
Oorspronkelijk gepubliceerd op .