Optogenetics permite que os neurocientistas tornem o Fear Off and On

Fonte: Pixabay / Imagem grátis

O dicionário de Webster define o medo como "uma emoção desagradável causada pela crença de que alguém ou algo é perigoso, provável causar dor ou uma ameaça". Quando foi a última vez que experimentou medo? Existe uma pessoa, lugar ou atividade que o enche de medo? Como lidar com o seu medo?

Como atleta de resistência, enfrentei muitas situações de medo, como: nadar uma perna de triatlo de Ironman nas águas infestadas de tubarões da África do Sul, atravessando o Vale da Morte em 130 ° F durante o Ultramarathon de Badwater e sabendo que eu tinha que correr sem parar por 24 horas em uma esteira em uma interseção movimentada de Manhattan.

Em vez de se esconder debaixo das capas ou evitar situações de medo, eu aprendi a "enfrentar o dragão" de frente, usando uma variedade de técnicas que eu escrevi nas postagens do blog de Psychology Today como "5 formas de neurociência para limpar seu Mente "e" Retornar a um Lugar Inalterado Revela como você mudou ".

Há pessoas, lugares ou atividades físicas que o preenchem com medo?

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Estava animada esta manhã para ler sobre um método que os neurocientistas do Massachusetts Institute of Technology (MIT) desenvolveram para desligar as respostas condicionadas pelo medo em ratos. Suas descobertas abrem a porta para métodos revolucionários que os humanos podem usar algum dia para re-ligar suas mentes para negar o medo e o aprendizado de prevenção.

O estudo de abril de 2015, "Um mecanismo de circuito para a diferenciação de associações positivas e negativas", foi publicado na revista Nature .

Os neurocientistas do MIT usaram ferramentas genéticas-ópticas de ponta para identificar os mecanismos de evitação condicionada pelo medo e o comportamento impulsionado pela recompensa, ambos críticos para a sobrevivência de uma espécie. O uso de "optogenética" permitiu aos pesquisadores manipular neurônios individuais projetando tanto o " hipocampo de armazenamento de contexto " quanto a " amígdala de armazenamento de emoção ".

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Os circuitos neuronais de associações negativas (vermelhas) e positivas (verdes) são muitas vezes entrelaçados,

Fonte: Praneeth Namburi, Anna Beyeler, Ph.D., Kay M. Tye, Ph.D., Massachusetts Institute of Technology

Em uma descoberta inesperada, Kay Tye, PhD e colegas do MIT descobriram que a encruzilhada dos circuitos convergentes na amígdala basolateral estão envolvidos tanto na aprendizagem do medo como da recompensa. Inicialmente, ficaram perplexos quanto à forma como a amígdala poderia orquestrar tais comportamentos opostos – como buscar uma recompensa e evitação.

A resposta a este enigma parece ser que um circuito neural se projeta para um centro de recompensas, o núcleo accumbens e outros projetos para um centro de medo próximo, a amígdala centromedial, que é a "estação de saída" do centro emocional do cérebro.

O estímulo óptico da projeção do centro de recompensa pode melhorar o reforço positivo e um sentimento de segurança. Por outro lado, estimular a projeção do centro do medo promoveu reforço negativo. Da mesma forma, o bloqueio da projeção do centro do medo prejudicou o aprendizado do medo e a aprendizagem de recompensas melhoradas.

Os neurocientistas descobriram que cada projeção de circuito é composta por populações separadas de neurônios entrelaçados. Usando traçadores de grânulos fluorescentes de optogenética, eles foram capazes de diferenciar quais neurônios pertenciam a cada circuito.

Para este estudo, os ratos foram submetidos ao condicionamento clássico de medo ou recompensa e foram treinados para ter medo de um som emparelhado com um choque ou associar o tom com uma recompensa de açúcar. Os pesquisadores do MIT avaliaram a força das conexões neurais em ambientes "terríveis" e "seguros".

A descoberta mais marcante desta pesquisa foi que a conectividade neuronal às projeções do centro de recompensa diminuiu após o aprendizado do medo e aumentou com a aprendizagem de recompensas. Por outro lado, a conectividade com as projeções do centro do medo aumentou com a aprendizagem do medo e diminuiu após a aprendizagem da recompensa.

"Esses mecanismos de convergência em circuitos anatômicos interligados poderiam conter pistas para provocar as associações emocionais positivas e negativas que podem influenciar um ao outro", concluiu Tye em um comunicado de imprensa.

Emoções negativas podem ser substituídas por emoções positivas em nível neurobiológico

Em um estudo semelhante de pesquisadores do MIT, Susuma Tonegawa e colegas conseguiram transformar uma memória negativa em uma memória positiva. O estudo de agosto de 2014, "Interruptor Bidirecional da Valência Associado a um Engram de Memória Contextual Hipocampo", também foi publicado na revista Nature .

Em um comunicado de imprensa, Tonegawa diz: "Há algumas evidências da psiquiatria de que a memória positiva pode suprimir memórias de experiência negativa. Mostramos como a valência emocional das memórias pode ser ligada ao nível celular ".

Os episódios extáticos e traumáticos de sua vida são armazenados em redes neurais específicas chamadas engrama como memórias únicas em seu cérebro. Você tem algum sintoma de distúrbio de estresse pós-traumático ligado a uma resposta condicionada pelo medo?

De volta aos dias em que Manhattan ainda tinha alguns bairros difíceis, eu fui pulado por três caras que me bateram uma noite enquanto eu estava caminhando para casa em meu apartamento no East Village. O evento deixou o condicionamento do medo profundamente semeado que causaria que minhas palmas suam e coração para corrida a qualquer momento que eu cheguei a poucas quadras do crime. Demorou meses para poder caminhar em casa ao longo da mesma rota onde eu tinha sido espancado.

Por outro lado, codificar um local específico como seguro, seguro e se sentir como em casa pode criar essa realidade. Como atleta, consegui criar associações positivas independentemente da realidade da situação e dominar a finesse psicológica necessária para negar qualquer condicionamento do medo que eu possa associar com as tempestades enfrentadas em um curso de corrida.

Como eu me considero um rato de laboratório humano, é divertido ler Tonegawa descrever como esse tipo de informação contextual está registrada no hipocampo do cérebro, enquanto o componente emocional da memória é armazenado separadamente, na amígdala. Como ele explica, "A amígdala pode armazenar informações com uma valência positiva ou negativa e associá-la a uma memória".

Tonegawa e seus colegas estavam curiosos para ver se eles podiam alterar uma memória que já estava fortemente associada a uma emoção. A questão do milhão de dólares era: "Uma vez que um animal desenvolveu o medo de um lugar, a memória desse lugar poderia ser mais prazerosa?"

Para encontrar a resposta, Tonegawa e outros colocaram camundongos em uma câmara que produziu um choque suave. À medida que o mouse formou a memória baseada no medo desse local perigoso, eles usaram optogenética para inserir uma proteína sensível à luz nas células que armazenavam a informação.

Ao ligar a produção da proteína sensível à luz com a ativação de um gene que é ligado como memórias são codificadas, eles foram capazes de direcionar a sensibilidade à luz para as células que abrigavam a memória recém-formada.

Os ratos foram então removidos da câmara e alguns dias depois, os cientistas reativaram artificialmente a memória, brilhando uma luz nas células segurando a memória do lugar temerário. Como esperado, os animais responderam congelando no lugar e evitando novas explorações que indicavam ter medo.

Em seguida, os cientistas se propuseram a substituir o medo, dando aos ratos associações positivas à câmara temerária, apesar das associações negativas ligadas à localização. Então, eles colocaram os ratos em um novo ambiente, mas em vez de um choque, eles tiveram a oportunidade de interagir com ratos fêmeas que os faziam sentir seguros.

Como os camundongos ligados em um ambiente seguro, os pesquisadores ativaram seus neurônios de armazenamento de memória de medo novamente usando luz optogenética. Mas desta vez, eles apenas ativaram um subconjunto de neurônios armazenando a memória de cada vez – seja no hipocampo ou na amígdala.

Quando os pesquisadores reativaram as células armazenadoras de memória no hipocampo enquanto os ratos interagiam com fêmeas, as células de memória no hipocampo adquiriram uma nova associação emocional positiva. Curiosamente, os ratos agora procuraram os ambientes que anteriormente estavam ligados ao medo.

Esta é uma prova positiva de que memórias negativas podem ser rewired usando condicionamento clássico e entrelaçando associações positivas nas redes neurais associadas a ambientes negativos.

Conclusão: Quais são as implicações humanas da pesquisa optogenética em ratos?

Tonegawa enfatiza que o sucesso que os pesquisadores do MIT tiveram ao mudar as emoções de uma memória dentro e fora em ratos não se traduzirem imediatamente em terapias ou intervenções humanas.

Infelizmente, não há nenhuma tecnologia existente que possa manipular os neurônios humanos da maneira que os pesquisadores do MIT possam experimentar em ratos. No entanto, Tonegawa acredita que uma melhor compreensão dos circuitos neurais conectados ao hipocampo e à amígdala pode levar ao desenvolvimento de melhores produtos farmacêuticos e outras intervenções no futuro.

Este vídeo do MIT mostra como os optogênicos permitem aos neurocientistas controlar a atividade de neurônios específicos.

Se você quiser ler mais sobre este tópico, confira minhas postagens de blog do Psychology Today :

• "5 formas de neurociência para limpar sua mente"
• "Retornar a um lugar inalterado revela como você mudou"
• "A imaginação pode mudar as percepções da realidade"
• "Os neurocientistas descobrem as raízes do" congelamento provocado pelo medo ""
• "A neurociência de calmar um bebê"
• "A Neurobiologia da Graça sob pressão"

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