הסכנות מגיעות אך גם הסכנות הולכות וכאשר הן כן, למוח יש אות "ברור" המלמד אותו לכבות את הפחד שלו. מחקר חדש בעכברים על ידי מדעני המוח MIT מראה כי האות הוא שחרורו של דופמין לאורך מעגל מוח בין -אזורי ספציפי. המחקר מציין אפוא מנגנון ביקורתי של בריאות הנפש, משחזר רוגע כאשר הוא עובד, אך מאריך חרדה או אפילו הפרעת דחק פוסט-טראומטית כאשר לא.
"דופמין חיוני ליזום הכחדת פחד", אמרה מישל פיניטלי די ספינזולה, מחברת משותפת של המחקר החדש ממעבדה של הסופר הבכיר סוסומו טונגאווה, פרופסור פיקואר לביולוגיה ומדעי המוח במעבדה של Riken-Mit עבור גנטיות מעגיות עצביות במכון Picower למלמידה ולזיכרון ומשקקי HHMI.
בשנת 2020 המעבדה של טונגאווה הראתה שלמידה לפחד, ואז ללמוד מתי זה כבר לא הכרחי, נובע מתחרות בין אוכלוסיות תאים באזור האמיגדלה של המוח. כאשר עכבר לומד שמקום "מסוכן" (מכיוון שהוא מקבל שם קצת הלם רגל), זיכרון הפחד מקודד על ידי נוירונים בחלק הקדמי של האמיגדלה הבסיסית (ABLA) המבטאים את הגן RSPO2. כאשר העכבר נודע אז שמקום כבר לא קשור לסכנה (מכיוון שהם מחכים שם וה- ZAP לא חוזר), נוירונים באמיגדלה הבסיסית האחורית (PBLA) המבטאים את הגן PPP1R1B מקודד זיכרון הכחדת פחד חדש המתגבר על החרידה המקורית. במיוחד אותם נוירונים מקודדים רגשות של תגמול, ועוזרים להסביר מדוע זה מרגיש כל כך טוב כשאנחנו מבינים שסכנה צפויה התדלדלה.
במחקר החדש, המעבדה, בהובלת החברים לשעבר Xiangyu Zhang וקטלין פליק, ביקשה לקבוע מה מבקש נוירונים אמיגדלה אלה כדי לקודד זיכרונות אלה. מערך הניסויים הקפדני שהצוות מדווח ב המשך האקדמיה הלאומית למדעים הראה שזה דופמין שנשלח לאוכלוסיות האמיגדלה השונות מקבוצות נוירונים מובחנות באזור הטגמנטלי הגחון (VTA).
ג'אנג, שהוביל גם את המחקר של 2020 וכיום הוא מקורב לאורבימד, חברת השקעות בתחום הבריאות, כי "המחקר שלנו חושף מנגנון מדויק שבאמצעותו דופמין מסייע למוח לבטל פחד", אמר ג'אנג, שהוביל גם את המחקר של 2020 וכיום הוא מקורב בכיר באורבימד, חברת השקעות בתחום הבריאות. "גילינו שדופמין מפעיל נוירונים אמיגדלה ספציפיים הקשורים לתגמול, אשר בתורו מניע את הכחדת הפחד. כעת אנו רואים כי פחד מבטא לא מתייחס רק לדיכוי זה-זה תהליך למידה חיובי המופעל על ידי מכונות התגמול של המוח. זה פותח נטולות חדשות להבנה וטיפול פוטנציאלי בהפרעות פחד כמו PTSD."
שוכח פחד
ה- VTA היה החשוד העיקרי של המעבדה כמקור האות מכיוון שהאזור ידוע בזכות קידוד חוויות מפתיעות והדרכת המוח, עם דופמין, ללמוד מהם. מערך הניסויים הראשון בעיתון השתמש בשיטות מרובות להתחקות מעגלים עצביים כדי לבדוק האם ואיך תאים ב- VTA ובאמיגדלה מתחברים. הם מצאו דפוס ברור: נוירונים RSPO2 היו מכוונים על ידי נוירונים דופמינרגיים בצדדים הקדמיים והשמאליים והימניים של ה- VTA. נוירונים PPP1R1B קיבלו קלט דופמינרגי מנוירונים במרכז ובקטעים האחוריים של ה- VTA. צפיפות החיבורים הייתה גדולה יותר בנוירונים PPP1R1B מאשר עבור אלה RSPO2.
מעקב אחר המעגל הראה כי דופמין זמין לנוירונים של אמיגדלה המקודדים פחד והכחדתו, אך האם נוירונים אלה אכפת מדופמין? הצוות הראה כי אכן הם מבטאים קולטני "D1" עבור הנוירו -מעצב. בהתחשב במידת קישוריות הדופמין, תאי PPP1R1B היו יותר קולטנים מאשר נוירונים RSPO2.
דופמין עושה הרבה דברים, ולכן השאלה הבאה הייתה האם פעילותה באמיגדלה למעשה הייתה בקורלציה עם קידוד והכחדה של פחד. הצוות בעזרת שיטה כדי לעקוב אחריה ולדמייתו במוח, הצוות צפה בדופמין באמיגדלה כאשר עכברים עברו ניסוי בן שלושה ימים. ביום הראשון הם הלכו למתחם בו הם חוו שלושה זבלים קטנים על הרגליים. ביום השני הם חזרו למתחם במשך 45 דקות, שם הם לא חוו זעזועים חדשים – ראשית העכברים קפאו בפחד, אך לאחר מכן נרגעו אחרי כרבע שעה. ביום 3 הם חזרו שוב לבדוק אם הם אכן כיבו את הפחד שהראו בתחילת היום 2.
מעקב אחר פעילות הדופמין העלה כי במהלך הזעזועים ביום הראשון, נוירונים של RSPO2 הייתה בתגובה הגדולה יותר לדופמין, אך ברגעים הראשונים של היום 2 כאשר הזעזועים הצפויים לא הגיעו והעכברים הקלו את הקפאה בפחד, נוירוני ה- PPP1R1B הראו את פעילות הדופמין החזקה יותר. באופן בולט יותר, העכברים שלמדו לכבות את הפחד שלהם בצורה החזקה ביותר הראו גם את אות הדופמין הגדול ביותר באותם נוירונים.
חיבורים סיבתיים
מערכות הניסויים הסופיות ביקשו להראות כי דופמין אינו זמין רק וקשורים לקידוד והכחדה של פחד, אלא גם גורם להם למעשה. בקבוצה אחת הם פנו לאופטוגנטיקה, טכנולוגיה המאפשרת למדענים להפעיל או נוירונים שקטים עם צבעי אור שונים. בטח, כאשר הם השקיקו את תשומות הדופמינרגיות של VTA ב- PBLA, ועשו זאת פגיעה בהכחדת פחד. כאשר הם הפעילו את התשומות הללו, זה האיצה את הכחדת הפחד. החוקרים הופתעו שכאשר הם הפעילו תשומות דופמינרגיות VTA ל- ABLA, הם יכלו להחזיר את הפחד גם ללא שום זעזועים ברגל חדשים, ולפגוע בהכחדת פחד.
בדרך אחרת הם אישרו תפקיד סיבתי של דופמין בקידוד והכחדה של פחד היה לתפעל את קולטני הדופמין של נוירונים של אמיגדלה. בנוירונים PPP1R1B, ביטוי יתר של קולטני הדופמין פגע בפחד נזכר וקידם את ההכחדה, ואילו הפיל את הקולטנים פגע בהכחדת הפחד. בינתיים בתאי RSPO2, הפילה קולטנים הפחיתה את התנהגות הקפאה.
"הראינו שהכחדת פחד דורשת פעילות דופמינרגית VTA בנוירונים PPP1R1B PBLA באמצעות עכבה אופטוגנטית של מסופי VTA והפכה ספציפית מסוג תאים של קולטני D1 בנוירונים אלה", כתבו המחברים.
המדענים נזהרים במחקר לציין כי בעוד שהם זיהו את "אות ההוראה" למידת הכחדת פחד, התופעה הרחבה יותר של הכחדת פחד מתרחשת ברחבי המוח, ולא רק במעגל יחיד זה.
אולם נראה כי המעגל הוא צומת מפתח שיש לקחת בחשבון כמפתחי תרופות ופסיכיאטרים פועלים למאבק בחרדה ו- PTSD, אמר פיניטלי די פינזולה.
"פחד למידה והכחדת פחד מספקים מסגרת חזקה לחקר חרדה כללית ו- PTSD", אמר. "המחקר שלנו חוקר את המנגנונים הבסיסיים המציעים יעדים מרובים לגישה תרגומית כמו PBLA ושימוש במודולציה דופמינרגית."
מריאנה ריזו היא גם מחברת משותפת של המחקר. התמיכה במחקר הגיעה ממרכז ריקן למדעי המוח, המכון הרפואי הווארד יוז, קרן החופש ביחד והמכון לפיקאואר ללמידה וזיכרון.
