Küçük Sinir Devreleri Korkunun Akışını Yönetir

Bazıları korkuyu, algılanan bir tehdide karşı duygusal bir tepki olarak tanımlar. Korkunun kalp atış hızını artırdığını, mideyi sıktığını, boğazı sıktığını ve kasları yerinde dondurduğunu biliyoruz.

Yeni araştırmalar, korkunun beyinde başladığını ve orada - özellikle amigdala olarak adlandırılan badem şeklindeki yapının mikro devrelerinde - kontrol edildiğini, işlendiğini ve uyandırıldığını buldu.

California Teknoloji Enstitüsü'ndeki (Caltech) bilim adamları tarafından yönetilen bir araştırma ekibi, korkunun sinir devrelerini incelemeye başlayarak bu başlangıcın nasıl gerçekleştiğini anlamak için önemli bir adım attı.

Makaleleri, derginin bu haftaki sayısında yayınlandı Doğa.

Makalede, baş araştırmacı David J. Anderson, Ph.D., amigdalada beynin o bölgesinden korku çıkışını kontrol eden veya "kapılar" olan bir mikro devreyi tanımladı.

Anderson, söz konusu mikro devrenin, karşıt işlevlere sahip olan ve bir tahterevalli gibi davranarak amigdaladan çıkan korku seviyesini kontrol eden iki alt tip nöron içerdiğini açıkladı.

Anderson, "Tahterevallinin bir ucunun ağırlıklı olduğunu ve normalde bir bahçe hortumuna oturduğunu ve suyun - bu benzetmede, korku dürtüsünün - içinden akmasını engellediğini hayal edin," dedi.

"Bir korku tepkisini tetikleyen bir sinyal geldiğinde, tahterevallinin karşı ucuna bastırarak ilk ucunu hortumdan kaldırıyor ve su gibi korkunun akmasına izin veriyor." Korku akışı başladıktan sonra, bu dürtü beynin yerinde donma gibi korkulu davranışları kontrol eden diğer bölgelerine iletilebilir.

"Artık bu 'tahterevalli' mekanizmasını bildiğimize göre, bir gün travma sonrası stres bozukluğu, fobiler veya anksiyete bozuklukları gibi korkuya dayalı psikiyatrik hastalıkları tedavi etmek için daha spesifik ilaçlar geliştirmek için yeni bir hedef sağlayabilir."

Anderson, bu hassas mekanizmayı anlamanın anahtarının, bilim adamlarının amigdaladaki farklı nöronal hücre tipleri arasında ayrım yapmasına olanak tanıyan ve tanımlayacak genleri ortaya çıkarmak olduğunu söyledi.

Anderson'ın grubu, protein kinaz C-delta (PKCδ) olarak bilinen bir enzimi kodlayan bir gende işaretini buldu. PKCδ, amigdala'nın merkezi çekirdeğinin bir alt bölümü içindeki nöronların yaklaşık yarısında ifade edilir, amigdalanın korku çıkışını kontrol eden kısmı.

Araştırmacılar, protein kinazın ifade edildiği nöronları floresan olarak etiketlemeyi başardılar; bu, araştırmacıların bu nöronların bağlantılarını haritalamasının yanı sıra elektriksel aktivitelerini izlemelerine ve manipüle etmelerine izin verdi.

Anderson, "PKCδ + nöronlarının, PKCδ− nöronları adı verilen enzimi ifade etmeyen merkezi çekirdekte başka bir nöron popülasyonu ile bağlantı kurarak, bir tahterevallinin bir ucunu oluşturduğunu ortaya çıkardı" dedi.

Ayrıca kinaz-pozitif nöronların amigdaladan dışarı akışı engellediğini gösterdiler - bu da bahçe hortumuna dayanan tahterevallinin sonu gibi davrandıklarını kanıtladılar.

Yine de kilit bir soru kaldı: Korku uyandıran bir sinyale maruz kaldığında tahterevalliye ne olur? Anderson ve meslektaşları, korku sinyalinin, PKCδ + nöronlarının oluşturduğu tahterevallenin karşı ucunu aşağı doğru iteceğini, bahçe hortumundaki kıvrımı kaldıracağını ve korku sinyalinin akmasına izin vereceğini varsaydılar. Ama bu fikir nasıl test edilir?

İsviçre, Basel'deki Friedrich Miescher Enstitüsü'nden nörofizyolog Andreas Lüthi ve öğrencisi Stephane Ciocchi'ye girin. Anderson laboratuvarından bağımsız olarak yapılan çalışmada, Lüthi ve Ciocchi korku uyandıran uyaranlara maruz kalma sırasında amigdaladan gelen elektrik sinyallerini kaydetmeyi başardılar.

İlginç bir şekilde, korku uyandıran uyarana zıt şekillerde yanıt veren iki tür nöron buldular: bir tür aktivitesini artırırken diğer tür aktivitesini azalttı. Anderson gibi onlar da bu nöronların amigdaladan çıkan korku çıkışını kontrol eden bir tahterevalli oluşturduklarını düşünmeye başlamışlardı.

Ve böylece iki ekip, Lüthi'nin üzerinde çalışmakta olduğu hücrelerin Anderson'un laboratuvarının izole ettiği PKCδ + ve PKCδ− hücrelerine karşılık gelip gelmediğini belirlemek için güçlerini birleştirdi. Anderson, deneyin sonuçlarının "tatmin edici derecede açık" olduğunu söyledi.

Korku uyandıran uyaranlar karşısında aktivitelerini azaltan hücreler, Anderson'ın laboratuvarının izole ettiği PKCδ + nöronlarına, aktivitelerini artıranlar ise PKCδ− nöronlarına karşılık geldi.

Anderson, "Bu sonuçlar, PKCδ + nöronlarının gerçekten de korku sinyalinin 'bastırdığı' tahterevallinin karşı ucunda olduğu hipotezini destekledi ve PKCδ + nöronlarının 'korku hortumunu' sıkıştırdığı bulgusuyla tutarlıydı," dedi. .

Anderson, moleküler biyoloji ile elektrofizyolojinin evliliğinin, korku devresinin başka hiçbir şekilde keşfedilemeyecek özelliklerini ortaya çıkardığını söyledi.

"Beynin işlevsel coğrafyası, dünyanınki gibi düzenlenmiştir" dedi. "Kıtalara, ülkelere, eyaletlere, kasaba ve şehirlere, mahallelere ve evlere bölünmüştür; evler farklı nöron türlerine benzer. Daha önce, amigdalayı yalnızca farklı şehirler veya en iyi ihtimalle mahalleler düzeyinde incelemek mümkündü. Şimdi, bu yeni genetik teknikleri kullanarak, nihayet evler seviyesine geldik. "

Ve bu, beynin bir alt bölümü içindeki nöronlar arasında ve alt bölümler ile farklı alanlar arasında var olan iletişim ağlarını tam olarak anlamamızı mümkün kılacak olan şey olduğunu ekliyor.

Anderson, “Bu çalışmalar resmin sadece küçük bir kısmına ışık tutsa da, bu yönde atılan önemli bir adımdır” dedi.

Kaynak: California Institute of Technology