Je loopt alleen in het bos als je opeens een wolf bespioneert. Je klautert achter een boom en tuurt van achter de stam. Zelfs vanaf een afstand die je zweert, kun je de snijtanden van het dier zien glinsteren, maar het is ver genoeg dat het je niet lijkt op te merken. Negeer je de wolf en ga je verder, of blijf je zitten?
Volgens nieuw onderzoek heeft uw reactie mogelijk minder te maken met het logisch analyseren van de situatie en meer met hoe zogenaamde 'moedcellen' in uw hersenen oplichten als reactie op de dreiging. Onze hersenen zijn vanaf de vroege stadia van de evolutie klaargemaakt om op risico's te reageren om ons veilig te houden, maar niet alle risicovolle scenario's zijn zo ernstig als een hongerige wolf in het bos - en soms overspoelen onze gedachten ons met vrees als er geen risico helemaal.
Wetenschappers van de Universiteit van Uppsala in Zweden en de Federale Universiteit van Rio Grande do Norte in Brazilië hebben een rode draad in het cognitieve web vastgesteld die angst regelt: oriens lacunosum-moleculare interneurons of OLM-cellen. Deze hersencellen activeren om ons te laten weten dat we veilig zijn in risicovolle situaties, en ze kunnen een nieuwe methode bieden om de slopende effecten van angststoornissen tegen te gaan.
OLM-cellen worden gevonden in de hippocampus, een klein stukje weefsel klets in het midden van de hersenen dat het best bekend staat om zijn rol in het geheugen op korte tot lange termijn. Meer specifiek leven OLM-cellen in de ventrale hippocampus, die langs de binnenkant van het seahorse-vormige cerebrale gedeelte kruipt. Terwijl de tegenoverliggende dorsale hippocampus oplicht tijdens ruimtelijke cognitieve functies, is de ventrale hippocampus gekoppeld aan emoties, waaronder angst.
Diagram van de hippocampus in het menselijk brein. ( Anatomie van het menselijk lichaam, Henry Gray) "Pas de laatste tien jaar zijn wetenschappers het verschil gaan waarderen tussen ventrale en dorsale hippocampus", zegt Sanja Mikulovic, primaire auteur van de nieuwe studie in Nature Communications en een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Uppsala. "Toen we begonnen met onderzoeken, zagen we verschillende activiteiten die verband houden met de verwerking van emotionele informatie in ventrale hippocampus."
De sleutel tot het scheiden van deze twee regio's en hun functies is het meten van hun trillingen. Onze hersenen produceren golven met een bereik van frequenties die onze gedachten en acties dicteren. (Neurowetenschappers weten veel over hoe deze trillingen gebeuren, hun structuur en chemie, maar aanzienlijk minder over waarom.) Van theta-golven van type 1, die een hogere frequentie hebben, is aangetoond dat ze door de dorsale hippocampus rimpelen wanneer een dier beweegt en onderzoekt. Theta-golven met een lagere frequentie verschijnen daarentegen in de ventrale hippocampus tijdens stressvolle situaties, zoals het tegenkomen van een roofdier.
Hoewel beide soorten theta-golven veel voorkomen in de hippocampus, bezetten ze unieke circuits in de dorsale en ventrale secties. Stel je voor dat je de weg naar huis van je werk probeert te vinden. Op dat moment, zegt Mikulovic, stuwen Type 1 theta-golven door de dorsale hippocampus om een ruimtelijke kaart van je route naar huis op te halen. Maar als je een vreemd en bedreigend dier de weg ziet oversteken, verschijnen er tegelijkertijd type 2 theta-golven in de ventrale hippocampus. Om te beslissen om door te gaan of terug te keren, werken de twee soorten theta-activiteit met elkaar samen en beïnvloeden ze uw beslissing.
Ooit werd gedacht dat de generatie van twee verschillende theta-golven werd veroorzaakt door een bepaalde neurotransmitter, acetylcholine, evenals de gevoeligheid van dat molecuul voor anesthetica. Toen onderzoek deze theorie ontkrachtte, begonnen Mikulovic en haar collega's zich af te vragen of de verschillende trillingen afkomstig waren van de cellen die de golven produceerden. De onderzoekers besloten zich te richten op OLM-cellen, die eerder waren gekoppeld aan angstreacties.
Het team gebruikte een techniek genaamd optogenetische activering, die lichtgevoelige neuronen activeert met behulp van verschillende gekleurde vezeloptica die in de hersenen van muizen wordt ingebracht. Mikulovic en haar team ontdekten dat het activeren van OLM-cellen de generatie van theta-golven in de hippocampus verhoogde, en het remmen van de cellen verminderde dergelijke activiteit. Het leek erop dat de OLM-cellen golven in de hersenen maakten.
De onderzoekers waren ook in staat om type 2 theta-generatie te koppelen aan verhoogd risicovol gedrag in reactie op angst opwekkende situaties. De onderzoekers plaatsten de muizen in een cirkelvormige arena met een stinkende bos kattenhaar in het midden. Muizen die hun OLM-cellen hadden gestimuleerd, hadden meer kans om dichter bij het centrum te verkennen, terwijl muizen die hun OLM-cellen hadden geremd angstig aan de rand bleven.
Toen muizen hun OLM-cellen hadden gestimuleerd, waagden ze zich dichter bij een groep stinkende kattenharen in het midden van een cirkelvormig doolhof. (Sanja Mikulovic et al.) De resultaten zijn veelbelovend, maar zoals met alles in de hersenen, zijn er meer nuances om te verkennen. In andere onderzoeken is aangetoond dat type 2-thetagolven bij mannelijke dieren voorkomen in de aanwezigheid van vrouwelijke proefpersonen, wat aangeeft dat theta 2-golven mogelijk niet uniek zijn voor angstgevoelens.
"Is [de muis] angstig of aangetrokken?" Vraagt Mikulovic zich af. “We sluiten de mogelijkheid niet uit dat er meer subtypen van theta 2 zelf zijn. We willen begrijpen hoe theta 2 zich verhoudt tot ander gedrag. "
Net als emoties zelf, zijn de hersenen complex en grotendeels onuitsprekelijk. Een enkel moment zorgt ervoor dat veel verschillende delen van de hersenen, elk met hun eigen functie, worden geactiveerd en op elkaar inwerken. Inzicht in wat elk onderdeel bijdraagt, kan ons helpen begrijpen hoe we de wereld waarnemen en onze reacties op die percepties effectiever beheersen.
Het verbinden van de OLM-cellen met theta 2-golven helpt bij het ophelderen van de interactie van de hippocampus met andere delen van de hersenen om een reactie op angst te genereren. Van de ventrale hippocampus is aangetoond dat deze vaak interageert met de prefrontale cortex en de amygdala, die een belangrijke rol spelen bij de besluitvorming. De eenvoudige amygdala (metaforisch het 'hagedisbrein' genoemd) genereert autonome angstreacties, terwijl de hogere cognitief functionerende prefrontale cortex beslissingen helpt nemen in het aangezicht van angstige stimuli en de amygdala remt wanneer dat nodig is. Theta-golven van type 2 helpen waarschijnlijk de ventrale hippocampus met deze regio's te synchroniseren door ze letterlijk op dezelfde golflengte te krijgen.
"De hippocampus communiceert met beide en stuurt vervolgens bepaalde soorten informatie om te helpen beslissen of ze bang zijn of niet", zegt Joshua Gordon, directeur van het National Institute of Mental Health. "We hebben al ontdekt dat wanneer er een stimulerende prikkel in de wereld is, we de neiging hebben om het vermogen van [theta 2] in de hippocampus te zien om te synchroniseren met [theta 2] in de andere structuren."
Coronale secties die OLM-celdistributie in respectievelijk de ventrocaudale, intermediaire en dorsorostrale hippocampus vertonen. Groene rechthoeken vertegenwoordigen de positie van de celtelling in de respectieve segmenten. (Sanja Mikulovic et al.) Angststoornissen zijn in verband gebracht met een verstoorde verbinding tussen de prefrontale cortex en de amygdala, en nu de onderzoekers weten dat OLM-cellen type 2 theta-golven produceren, zouden ze nieuwe wegen kunnen banen voor de behandeling van angst. Zoals alle cellen hebben OLM-cellen hun eigen unieke reeksen receptoren en gevoeligheden die kunnen worden gemanipuleerd om de theta 2-golven te verhogen en remmende of ongepaste angstreacties te onderdrukken. Volgens Gordon zijn er momenteel twee primaire manieren om angst te behandelen: medicijnen die receptoren in de hersenen binden en psychotherapie om de prefrontale cortex te leren hoe de amygdala moet worden beperkt. Een mogelijke derde weg zou een medicijn kunnen zijn dat is ontworpen om zich op receptoren in de OLM-cellen te richten om type 2 theta-golven te activeren wanneer angst onhandelbaar aanvoelt.
Maar Gordon waarschuwt voor slordige oplossingen. Tot nu toe zijn de onderzoeken alleen bij muizen uitgevoerd, dus er is geen definitief bewijs dat de bevindingen direct van toepassing zijn op mensen. Hij wijst er ook op dat onderzoek aantoont dat OLM-cellen gevoelig zijn voor nicotine (wat vooral verhelderend is voor degenen onder ons die rook kettingen om met angst om te gaan), maar roken moet niet worden beschouwd als een langetermijnoplossing voor de behandeling van angst vanwege de verslavende werking eigenschappen en andere vervelende bijwerkingen.
"Het ontwikkelen van een betere nicotine voor angst leidt ons niet naar nieuwe wegen", lacht Gordon. "Maar het begint wel te zeggen hoe we OLM-cellen kunnen behandelen."
In de altijd veranderende cognitieve motor van de hersenen kunnen goed geoliede OLM-cellen bepalen wanneer het veilig is om door het gevaarlijke en onbekende te sjokken. Maar zelfs als onze hersenen dezelfde basisblauwdrukken volgen, gedraagt elk brein zich een beetje anders. Wanneer OLM-cellen misvuren, kunnen onze hersenen in paniek raken, zelfs wanneer de waargenomen dreiging volledig te overwinnen is. Door de rol van elk mobiel radertje in de machine te identificeren, kunnen wetenschappers deze problemen mogelijk oplossen en onze hersenen een beetje soepeler laten lopen.
