מחלה נתפסת מפעילה תגובות חיסוניות אמיתיות

בניסוי חדש, מדענים השתמשו במציאות מדומה כדי להראות שהמוח יכול לחוש זיהום וירטואלי כדי להפעיל את מערכת החיסון של הגוף, לפני שהמיקרוב הראשון יוצר קשר אי פעם.

מחקר: ציפייה עצבית לזיהום וירטואלי מעוררת תגובה חיסונית. קרדיט תמונה: Speedkingz/Shutterstock.com

מערכת החיסון מגלה ומגיבה לנוכחותו של פתוגן כדי לחסל או לנטרל את השפעותיו הרעילות. עם זאת, העיכוב בתהליך זה עשוי להחליש את יעילותו. דוח שפורסם לאחרונה ב מדעי המוח הטבעיים מראה כיצד המערכת העצבית מנקדת את התגובה החיסונית בציפייה לאיום זיהומי פוטנציאלי, אפילו ללא חשיפה פתוגנית בפועל.

מָבוֹא

אורגניזמים חיים חייבים להיות מסוגלים לצפות איומים ולהגיב מייד באמצעות תגובה קרב או טיסה. מנגנונים כאלה נחקרו בהרחבה, מכיוון שהם מייצרים תגובות כמו התרחקות חברתית המפחיתות את הסיכויים להפצת זיהום.

לפרימטים יש רשת עצבית בתוך הנוירונים הקדמיים והפריאטליים המשלבים גירויים ותימוני מגע ומנתונים מקולטנים חושיים חיצוניים כדי לחוש גירויים במרחב הפריפאשי. מערכת החיסון מגיבה לגירוי דרך זרועותיה המולדות וההסתגלות, ומפעילה תגובות חיסוניות מוקדמות ומאוחרות. אלה מבטיחים כי פתוגנים מנוקקים ביעילות מבלי לפגוע ביושר המארח.

מערכות עצביות וחיסוניות הן מקיימות אינטראקציה לוויסות הדדי. עם זאת, שום דבר לא מראה ששתי המערכות מגיבות באופן מתואם לזיהומים פוטנציאליים לפני מגע עם החומר הזיהומי. המחקר החדש מספק עדות למנגנון נוירו-אימוני צפוי המופעל על ידי איומי זיהום פוטנציאליים לפני שמתרחש קשר גופני.

המחקר הנוכחי בדק האם המוח האנושי יכול לחזות זיהומים וירטואליים, ולגרום לתגובות חיסוניות מוקדמות, בדיוק כמו בעקבות קשר גופני עם פתוגן.

על המחקר

החוקרים השתמשו במערכת מציאות מדומה (VR) כדי להפגין את התגובה הצפויה של מעגלים עצביים לגורמים זיהומיים בתוך המרחב הפריפלשי.

המחקר כלל משתתפים בריאים שנחשפו לראשונה לאווטרים ניטרליים.

הם הוקצו באופן אקראי לאחד משלושה קבוצות שוות במפגש השני. כל קבוצה נחשפה לאווטאר ניטרלי, מפחד או זיהום במציאות מדומה (VR).

האווטרה של הזיהום מרמזת על זיהומים פוטנציאליים, כמו אווטרי פנים אנושיים עם סימני זיהום ברורים, שנכנסו למרחב הפריפלשי של המשתתפים. אלה עוררו תגובות הימנעות לאופיים המדבק הנתפס. מכיוון שהגועל הוא המפתח לתגובות הימנעות, קבוצות הותאמו לסף גועל וחרדה. רגישות לגועל נכללה גם כקובריאט בניתוחי הדמיה עצבית כדי להבטיח שהיא לא תבלבל את ההשפעות של רמזי זיהום.

החוקרים מדדו תגובות עצביות, התנהגותיות וחיסוניות לאתגרי VR רב -סנסוריים תוך שימוש במודלים מרובים, כולל פסיכופיזיקה, אלקטרואנספלוגרפיה והדמיית תהודה מגנטית פונקציונלית. לדוגמה, תגובות לגירויים מישושיים על הפנים היו מתוזמנים אפילו כאשר VR ענק הראה פנים אווטריות מתקרבות, בחמישה מרחקים. זה נרמל באמצעות אותם גירויים אך ללא שום אווטאר למדידת גירוי חד -סורי.

נקבע המרחק בו האווטאר ייצר אפקט רב -סנסורי: אפקט המרחב ההיקפי (אפקט PPS). הם השוו את התגובות לאווטרי הזיהום עם התגובות לבקרות, אווטרים ניטרליים ומעוררי פחד, או למגע בפועל עם פתוגן (על ידי הזרקת חיסון נגד שפעת).

ממצאי לימוד

סוג האווטאר קבע את השינוי באפקט ה- PPS החל מהבסיס למפגש השני. אפקט PPS התרחש בכל המרחקים עם אווטרה של זיהום, לעומת רק שני המרחקים הקרובים ביותר בתחילת הדרך. זה מצביע על אופיו הצפוי, הנגרם לפני מגע בפתוגן בפועל.

התוצאות הראו כי התגובה המוקדמת לזיהום פוטנציאלי התרחשה באזורים רב-סנסוריים-מוטוריים, כמו אזורי המוח הקדמיים-פריאטיים שחשים פלישת חלל פקראלית. אלה מנבאים זיהום פוטנציאלי בסמיכותו של חומר זיהומי, מה שמוביל להפעלת רשת הבולטות.

חשוב לציין שתגובה מוחית צפויה זו הייתה ספציפית לאווטרים זיהומיים ולא התרחשה באווטרים מפחדים, והדגימה כי המערכת העצבית מבדילה בין איומים פתוגניים לגנריים.

רשת הבולטות היא אשכול של אזורי מוח מחוברים שנועדו לאתר ולבחור את הגירויים הרלוונטיים ביותר. התוצאה היא שחרורם של מתווכים נוירו-אימוניים ברצף מוגבר בכל שלב.

"כאן אנו מראים שרשת PPS ורשת הבולטות מגיבים לזיהומים וירטואליים ליישום תגובות מהירות. חשוב לציין כי דפוס זה של הפעלות מוחיות היה ספציפי לאיתור זיהום וירטואלי. "

בתגובה, שינויים התנהגותיים התרחשו באמצעות קישוריות משתנה ברשת אזורים, כולל ההיפותלמוס. ההיפותלמוס מווסת את התגובות החיסוניות מולדות דרך ציר קליפת המוח ההיפותלמית-יותרת המוח-אדרנל (HPA), מרכיב מרכזי בממשק הנוירו-חיסוני.

הפעלת הציר הנוירו-אימוני הובילה להפעלה מכוונת של תאי הלימפה המולדים ולהפחתת התדירות של תאים אלה. זה מרמז על נדידתם לרקמות. עם זאת, תאי NK לא הראו שינויים משמעותיים.

"נתונים אלה מראים כי ILCs (תאי לימפה מולדים) הגיבו לזיהומים לא רק כאשר הם מתגלים בגוף אלא גם כאשר הם מעובדים כאיום פוטנציאלי שמתקרב לגוף. "

בעזרת מודלים של רשת עצבית, מדענים מצאו כי הפעלת ILC ניבאה בצורה הטובה ביותר על ידי אינטראקציה לא לינארית בין שלוש סוגים של מתווכים: הורמונים הקשורים ל- HPA, איקוזנואידים וגורמים נוירו-דלקתיים. הפעלת תאי לימפואיד תואמת כמעט באופן ליניארי לרמות הורמונים הקשורות ל- HPA, וההפוך היה נכון לכימיקלים נוירו-דלקתיים.

התגובה החיסונית החזקה ביותר התרחשה ב"נקודה חמה "של רמות הורמונים גבוהות הקשורות ל- HPA, רמות נמוכות של מתווכים נוירו-דלקתיים וריכוזי איקוזנואיד ביניים. נתונים בפועל מקבוצת הזיהום היו בעלי סיכוי גבוה יותר ליפול בטווח החזוי הזה מאשר קבוצת הביקורת.

אלה מרמזים כי "איום זיהום וירטואלי (ולא איום גנרי) גורם לדפוס ספציפי של איתות נוירו -אימון, המספיק בכדי להניע את הפעלת ILC. "

מַסְקָנָה

תוצאות ניסוי זה מצביעות על כך שמערכות העצב והחיסון פועלות באופן איחוד כדי לצפות זיהום מאוים גם ללא קשר גופני. חציית הגבול התפקודי של המרחב הפריפלשי מוביל לגילוי של זיהום הממשמש ובא. זה מעורר פעילות עצבית וחיסונית צפויה.

מערכת ה- PPS ורשת הבולטות מתואמת להכרה ולהגיב לאיומים. זה גורם לתגובות חיסוניות לפני זיהום בפועל באמצעות הפעלת תאי לימפואיד מולדים. ציר ה- HPA מעורב ככל הנראה בתגובה זו באמצעות דיבור צולב נוירו-חיסוני.

"למרות שמפתיע, הממצא שלנו כי תגובות חיסוניות יכולות להיות מופעלות על ידי זיהומים מדומים המוצגים ב- VR תואם את העיקרון של גלאי העשן במערכות ביולוגיות. " המחקר מדגיש גם את הרגישות הגבוהה של מערכת החיסון ההתנהגותית אפילו לגירויים חיוביים כוזבים, במקרה זה שנמסר על ידי VR.

החוקרים מזהירים כי יש צורך במחקרים נוספים כדי לאמת את ההכללה של ממצאים אלה על פני קבוצות גיל, סוגי גירוי (למשל, מתקרבים לעומת סטטי) וסמני חיסון אחרים. עם זאת, המחקר מציג גישה חדשה לחקירת הממשק הצפוי בין תפיסה, קוגניציה וחסינות.

מחקרים עתידיים צריכים להבהיר את ההבדלים בתגובה לסוגי גירויים שונים, כלומר המתקרבים לעומת גירויים סטטיים, תוך אימות התגובות החיסוניות לגירוי מוחי וירטואלי אצל בני אדם.

הורד את עותק ה- PDF שלך עכשיו!