Инжектиране на BDNF при плъхове: как могат да се намалят спомените за страх

  • BDNF е ключов протеин за мозъчната пластичност и участва в ученето, паметта и регулирането на страха и тревожността.
  • При плъхове, обусловени да се страхуват от звънец на врата, инжектирането на BDNF в префронталния кортекс значително намалява изразяването на страх, без да изтрива паметта.
  • Допълнителни проучвания свързват BDNF с тревожност, консумация на алкохол и ефекта на лекарства, които имитират действието му, като например 7,8-дихидроксифлавон.
  • Тези изследвания отварят вратата към нови комбинирани терапии за посттравматично стресово разстройство, фобии и други страхови разстройства, въпреки че остават предизвикателства при прилагането им при хора.

Инжектиране на BDNF за намаляване на страха при плъхове

Спомените могат да бъдат много смущаващи. Да вземем за пример войници, разположени във военни зони, които се завръщат у дома; те често страдат посттравматичен стрес А някои дори могат да развият толкова тежки състояния, че да завършат със самоубийство. В тези случаи проблемът не е само в случилото се, но и в как мозъкът е записал този спомен за страх и как го реактивира отново и отново в отговор на ежедневните стимули.

Изследователите в Пуерто Рико може да са открили начин за намаляване на страха, свързан със спомените чрез инжектиране на естествен химикал директно в мозъка. Този подход е част от по-широка линия на изследвания в невронауката, която се стреми да разбере как невроните се формират, консолидират и могат да бъдат модифицирани. Спомени за страх за облекчаване на разстройства като хронична тревожност и посттравматично стресово разстройство (ПТСР).

университетски плъх

Какво е учене на изчезване на страха?

механизми за учене на мозъка и страха

В лабораторията един от най-широко използваните модели за изучаване на страха е обуславяне на страхаНапример: изследователите могат да внушат заучен страх у лабораторни плъхове; когато звънецът звънне, токов удар към плъховете. По този начин неутрален стимул (звукът) се свързва с отблъскващ стимул (шокът).

След известно време плъховете развиват страх от болката, свързана със звънеца, и самото чуване на звука е достатъчно, за да предизвика силна реакция на страх, като например замръзване или парализа. Изследователите могат да обърнат този процес чрез... обучение по изчезванекоето е точно обратното: звънецът бие, но електрическият шок не се прилага. Ако това се повтаря отново и отново, плъховете научават, че звънецът вече не предсказва вреда и могат до голяма степен забравете този страхили поне да спрете да реагирате толкова интензивно.

Тази процедура на екстинкция е много полезен модел за разбиране защо при експозиционните терапии с хора, повтарящият се контролиран контакт с провокиращия тревожност елемент (например място или звук) помага за... намаляване на емоционалната реакцияВъпреки това, ученето чрез изчезване отнема време, изисква постоянно повторение и не винаги е достатъчно за хора с много интензивна травма.

BDNF: молекулата, която модулира ученето на страха и паметта

BDNF и пластичност в мозъка

Изследователи от университета в Пуерто Рико искаха потуши страха химическивместо чрез механично учене. За да направят това, те разчитали на естествено вещество от самото тяло: мозъчно-производен невротрофичен фактор (BDNF). BDNF е протеин, който се намира в нервната система и е фундаментален за синаптичната пластичност, оцеляването на невроните и множество форми на учене и памет, включително емоционална памет.

В други животински модели е доказано, че промените в нивата на BDNF влияят на различни процеси: може да подобри дефицити на паметта в модели на болестта на Алцхаймер, модулирайки безпокойство и консумация на алкохол при плъхове и дори облекчават двигателните симптоми и невронните увреждания при невродегенеративни заболявания като спиноцеребеларна атаксияВсичко това подсилва идеята, че BDNF действа като вид „централен регулатор“ на здравето на мозъка.

Въз основа на това, изследователите в Пуерто Рико инжектирали BDNF директно в префронтален кортекс при плъхове, ключов регион, който комуникира с амигдалата и други области, участващи в страха. Обосновката беше ясна: ако BDNF е естествено замесен в обучение по изчезванеМоже би изкуственото увеличаване на количеството му в мозъка би могло ускоряване или усилване намаляване на страха от камбаната, без да е необходимо да се повтарят толкова много сесии на експозиция.

Как е проведен експериментът с BDNF за намаляване на страха при плъхове

мозъчни структури, участващи в процеса на страх

В експериментите плъховете са били обусловени да се страхуват от звънеца на вратата чрез електрически шок, следвайки класическия протокол на обуславяне на страхаСлед като плъховете научили връзката между звънеца и шока, реакцията им на звука била ясно проявление на замръзване (парализа), индикатор за силен страх.

На следващия ден, вместо да подлагат плъховете на учебно изчезване (т.е. да звънят многократно на камбаната без шок), те са инжектирани BDNF в група плъхове директно в префронталния кортекс. В същото време е запазена контролна група плъхове, която не е получила лечение. Това сравнение е от съществено значение, за да се определи дали промените в поведението наистина се дължат на увеличението на BDNF, а не на други фактори.

На следващия ден следователите започнали да звънят на вратата. Както се очаквало, контролни плъхове Те замръзнаха, чакайки изтеглянето. Вместо това, групата плъхове, на която е даден BDNF, не променя нормалното си поведение (Можете да видите видеото в края на тази статия). Това показва, че инжектирането на BDNF е променило значително израз на страх в отговор на звуковия стимул.

Плъховете все още си спомняха за зумера и шока, но Свързаният с това страх беше значително намаленС други думи, споменът за травмата не е бил напълно изтрит, но интензивността, с която мозъкът го е изразявал, е била намалена. Това разграничение е важно: терапевтичната цел не е да се елиминира спомена, а по-скоро... деактивирайте неадаптивния отговор което пречи на човек да води нормален живот.

Връзка между BDNF, тревожност, алкохол и други лекарства, които имитират действието му

BDNF тревожност и употреба на вещества

Ролята на BDNF при страха не се ограничава до изследвания на обусловените ефекти със звуци и шокове. Изследвания с плъхове показват, че BDNF в определени области на тялото... амигдала (по-специално, неговите централни и медиални ядра) Регулира както тревожността, така и консумацията на алкохол.Когато учените изкуствено намалили нивата на BDNF в тези области, тревожността и желанието за пиене на алкохол се увеличили; чрез възстановяване на нормалните нива на BDNF чрез инжекции, и двата параметъра намалели.

Това откритие е уместно, защото при хората тясна връзка между тревожността и алкохолизмаМного хора с висока тревожност използват алкохола като форма на самолечение, което от своя страна насърчава рецидивите и влошава проблема. Идентифицирането на молекулярен механизъм като BDNF в амигдалата отваря вратата към нови цели за лекарства което би могло да помогне за лечението както на тревожни разстройства, така и на проблеми с употребата на вещества.

Освен това, някои изследвания са разработили съединения, които Те имитират действията на BDNF относно техните рецептори, особено TrkB рецептора, но те имат предимството, че по-добре преминават кръвно-мозъчната бариера, Такъв е случаят с 7,8-дихидроксифлавон, флавоноиден дериват, присъстващ в диетата (червено вино, цитрусови плодове, зърнени храни, чай, тъмен шоколад и др.), чиято фармакологична версия показва мощно активиране на TrkB рецепторите.

В животински модели, единична доза 7,8-дихидроксифлавон, приложена след травматично събитие, причинява... условният страх изчезва по-бързоСмята се, че това се случва, защото лекарството засилва новото емоционално учене и улеснява „пренаписването“ на мозъка на връзката между предишния плашещ стимул и липсата на реална опасност, подобно на ефекта, наблюдаван при повишен BDNF в префронталния кортекс.

Последици за посттравматично стресово разстройство и други проблеми, свързани със страха

мозъчна реакция на стрес и травма

Като такова, това изследване би могло да има важни последици за лечението на безпокойство и посттравматично разстройствоПаметта за страх е централна характеристика на посттравматичното стресово разстройство: след интензивна травма (нападение, природно бедствие, малтретиране, сериозен инцидент) могат да останат неутрални сигнали като звук, миризма или място. емоционално зареденМозъкът се научава да ги свързва с опасност и реагира така, сякаш травмата се случва отново, дори ако човекът е в безопасност.

Проучвания с BDNF и лекарства, които активират неговите рецептори, показват, че има критичен времеви прозорец След травматично събитие е възможно да се намеси в консолидирането на паметта за страх. Интервенцията на този етап не означава изтриване на спомена, а по-скоро осигуряване на неговото съхранение по начин, който позволява да не се забравя лесно. по-малко интензивно и по-малко инвазивноТова би могло да намали риска от развитие на посттравматично стресово разстройство, панически атаки или фобии, свързани с този епизод.

Други изследвания с лекарства, като например Осанетанткойто действа върху тахикининовия път (Tac2) и неврокининовия рецептор 3 (Nk3R), също така показват, че доза, приложена скоро след стрес, може намаляване на изразяването на страх в животински модели, особено при женски. Това подсилва идеята, че комбинацията от експозиционна психотерапия Използването на лекарства, насочени към BDNF, TrkB или Nk3R, би могло в бъдеще да се превърне в по-ефективен и специфичен подход за хора с висок риск от страдание от разстройства, свързани със страха.

Самите изследователи обаче подчертават, текущи ограниченияМного изследвания изискват хирургическа намеса за директно доставяне на BDNF в мозъка; всички потенциални странични ефекти от манипулирането на тази молекула, която участва в толкова много процеси (учене, памет, хронична болка, невроразвитие), все още са неизвестни и все още има важни разлики между това, което се наблюдава при лабораторни животни, и това, което може да се случи при хората.

Въпреки тези предпазни мерки, това, което изглежда ясно, е, че задълбоченото разбиране на това как BDNF и свързаните с него молекули модулират паметта за страх открива многообещаваща област: тази на... комбинирани терапии които не само психологически се справят с травмата, но и се възползват от пластичните прозорци на мозъка, за да намалят емоционалното въздействие на най-тревожните спомени и да върнат на хората по-спокоен и функционален живот.