Kun Ivan Pavlovin koira kuuli soittoäänen, koiranpentu alkoi sylkeä odottaessaan illallistaan. Kun professori Mary Torregrossan rotat kuulivat samanlaisen äänen, he halusivat kokaiinia. Ainakin jotkut heistä tekivät - ennen kuin Torregrossa ja hänen kollegansa kirjoittivat muistojaan uudelleen.
Torregrossa opiskelee huumeriippuvuuden psykologiaa ja uusiutuneita Pittsburghin yliopiston lääketieteellisessä koulussa (jossa hän on myös psykiatrian apulaisprofessori). Uudessa tutkimuksessa, joka julkaistiin 22. tammikuuta lehden Cell Reports -lehdessä, Torregrossa ja kaksi hänen kollegansa perustivat Pavlovian-kokeilun, jossa ryhmä lab-rottia tuli yhdistämään tietty audiovisuaalinen vihje kokaiini-infuusion kiireeseen.
Loppujen lopuksi pelkkä kiven näkeminen tai kuuleminen sai rotat haluamaan enemmän kokaiinia - kunnes tutkijat "poistivat" sen assosiaation rotien aivoista käyttämällä neuro-stimulaatiotekniikkaa, nimeltään optogenetiikkaa. Yhtäkkiä rotat, jotka altistettiin samalle audiovisuaaliselle jokaiselle, joka kerran sai heidän aivonsa hehkumaan ennakoivasti, eivät osoittaneet kiinnostusta lyöntiin.
"Oli kuin he eivät olisi koskaan nähneet kokaiinia", Torregrossa kertoi Live Science: lle. "Se on jännittävää, koska on mahdollista, että tiellä voi olla hermosimulaatioteknologioita, jotka voivat mahdollisesti vähentää kii-motivoitunutta himoa ja uusiutumista myös ihmisissä."
Jyrsijämielen ikuinen auringonpaiste
Uudessa tutkimuksessa Torregrossan rotat sijoitettiin yksitellen erityiseen häkkiin, jossa vipu oli kytketty pumppuun. Kun rotta painoi vipua, pumppu antoi tälle rottalle pienen, laskimonsisäisen annoksen kokaiinia. Aina kun näin tapahtui, vivun yläpuolella oleva kirkas valo syttyi 10 sekunnin ajan, kun häkissä soi yksitoikkoinen soittoääni.
Kun rotta toisti tämän rituaalin monta kertaa, Torregrossa sanoi, valon ja melun yhdistelmästä tuli "vihje", että kokaiinin korkea kiire oli matkalla - eräänlainen kuin Pavlovin kuuluisa koira-illalliskello, mutta asetettu itsehoitoon jyrsijät.
Aina kun rotat altistettiin tälle valon / äänen johdolle myöhemmissä kokeissa, heidän aivonsa osoittivat mitä Torregrossa kutsui "himoksi" tai "uusiutumisvasteeksi" ärsykkeille, ja rotat jatkoivat vivun massaamista "todella korkealla nopeudella", jopa kun vipu ei enää antanut heille kokaiinia.
Käyttämällä pieniä elektrodeja, jotka oli sijoitettu kunkin jyrsijän aivoihin, tutkijat näkivät, että tämä himovaste liittyi lisääntyneeseen toimintaan rotan amygdalassa - tunnepitoisessa käsittelykeskuksessa, joka vastaa sekä pelosta että nautinnosta. (Tämä mantelinmuotoinen neuroniklusteri on aikaisemmin liitetty myös ihmiseen ihmiseen.)
"Seuraavaksi halusimme nähdä, voisimmeko keinotekoisesti vähentää näitä haluja stimuloimalla polkua amygdalaan", Torregrossa sanoi.
Tätä varten tutkijat käyttivät tekniikkaa nimeltä optogenetiikka - tapa tuoda valoherkkiä proteiineja eläimen aivoihin ja altistaa ne sitten värillisille valonsäteille, jotta solut voidaan kytkeä "päälle" tai "pois" tehokkaasti.
Aikaisemmissa tutkimuksissa tutkijat ovat onnistuneesti käyttäneet tätä tekniikkaa estämään hiirien epileptisiä kohtauksia tai saamaan heitä janoisiksi komennon yhteydessä. Torregrossa ja hänen tiiminsä halusivat käyttää sitä sammuttaakseen rottensa kiilan aiheuttaman halun. Joten he injektoivat rotansa erityisellä viruksella, joka kuljettaa valoherkkiä proteiineja, ja jotka asettuivat myymälään solujen risteykseen, missä aistitiedot (kuten ääni ja valo) pääsevät amygdalaan.
Uimalla nämä solut sinisessä LED-laservalossa, tutkijat voivat hallita tiedon virtausta rottien tunneprosessointikeskuksiin. Tässä tapauksessa se tarkoitti lääkekenon merkityksen vaimentamista sen saapuessa amygdalaan. Itse asiassa, kun he yhdistivät tämän sinisen valon stimulaation rottien tuttuihin Pavlovian huumeiden osoituksiin, tutkijat havaitsivat, että he voisivat olennaisesti huijata jyrsijöitä unohtamaan, että äänen ja valon yhdistelmällä oli jotain tekemistä korkean kokaiinin nautinnon kanssa. Yhtäkkiä heillä ei ollut paljon kiinnostusta lyödä kokaiinivipua häkkeihinsä.
"Vain 15 minuutin kuluttua tästä sinisen valon stimulaatiosta rotien uusiutumiskäyttäytyminen heikentyi huomattavasti", Torregrossa sanoi. "Se on lähinnä kuin poistimme heidän muistojaan, joten he eivät enää reagoineet siihen vihjeeseen."
"Hyvin futuristiset" kysymykset
Vaikka tämä ilmeinen muistin poistamistekniikka on kiehtova löytö, Torregrossa totesi, että se voisi olla väliaikainen ratkaisu paljon monimutkaisempaan palapeliin siitä, kuinka riippuvuus muuttaa aivoja. On esimerkiksi mahdollista, että jos vasta kuntoutetuille rotille annettaisiin taas kokaiini kyseisen tutun audiovisuaalisen vihjeen läsnä ollessa, heidän himo- ja uusiutumisimpulssit "olisivat takaisin yhdellä laukauksella", kuten he olivat ennen.
Ryhmän menestys tuo silti mielenkiintoisia mahdollisuuksia ihmisten riippuvuuden ja mahdollisesti jopa aivosairauksien seuraamiseksi ja hoitamiseksi tulevaisuudessa. Torregrossa kertoi aloittaneensa keskustelun kollegoidensa kanssa Pittsburghin yliopiston hermosuunnitteluosastolla neuraalisten implanttien elinkelpoisuudesta, jotka voisivat seurata ihmisen amygdala-hermosoluja ja aktivoida sitten haluun tai uusiutumiseen.
Tämä on kuitenkin "erittäin futuristista", Torregrossa sanoi, ja - jos tällainen hoito on mahdollista ihmisissä - se on myös eettisten kysymysten vastainen. Jos kytkimen nappula voi "poistaa" huumeiden uusiutumisen laukaisevan muistin, mitä muuta se voisi poistaa? Voisiko hyvät muistot takertua ristitulessa? Voisiko kokonaiset ihmiset, paikat tai kokemukset poistua täydellisellä "ikuisen mielen ikuisella auringonpaisteella"?
"Kuinka voimme vaikuttaa vain huonoihin muistoihin, joita emme halua aiheuttaa uusiutumista - ja jättää kaiken muun rauhaan?" Torregrossa kysyi. "Kuinka pitkälle tielle me menemme vaikuttamaan ihmisen ajatuksiin?"
