Tutkijat ovat löytäneet proteiinin, joka toimii assosiatiivisen oppimisen katalyyttinä. Sen toiminta on samanlainen kuin kytkimen.
Sisällysluettelo
Miksi jotkut ihmiset haluavat juoda pari lasillista olutta pitkän ja raskaan työpäivän jälkeen? Tai tupakoida kahvin jälkeen? Nämä ovat epäilemättä haitallisia tapoja, mutta ne aktivoivat aivojen palkitsemisjärjestelmän. Tämä monimutkainen mekanismi on selvitetty Georgetownin yliopiston lääketieteellisen keskuksen tutkijaryhmän toimesta ja kuvattu yksityiskohtaisesti Nature Communications -lehdessä julkaistussa artikkelissa.
Tutkimuksen aikana tutkijat löysivät keskeisen neurobiologisen mekanismin, joka vaikuttaa merkittävästi palkitsemiseen liittyvien aivojen assosiaatioiden muodostumisen nopeuteen vaikuttamalla sekä hyödyllisten tapojen muodostumiseen että riippuvuuksien kehittymiseen. Tämä mekanismi sisältää erityisesti KCC2-proteiinin, joka toimii assosiatiivisen oppimisen katalyyttina ja jota tutkimuksessa verrataan kytkimeen.
KCC2 on tärkeä proteiini kloridin homeostaasin ylläpitämisessä neuroneissa, ja se myös moduloi niiden neuronien toimintaa, jotka vastaavat dopamiinin, onnellisuuden välittäjäaineen, erityksestä. Tämän proteiinin aktiivisuuden väheneminen aiheuttaa merkittävän lisääntymisen dopaminergisten neuronien aktiivisuudessa, mikä vahvistaa nopeasti uusia assosiaatioita ulkoisten ärsykkeiden ja palkitsevien tulosten välillä.
Tottumusten muutos
Assosiatiivinen oppiminen on olennaisen tärkeää käyttäytymisemme säätelyssä. Se voi kuitenkin häiriintyä monimutkaisten häiriöiden, kuten riippuvuuden, masennuksen tai skitsofrenian, vuoksi. Tässä yhteydessä Aleksei Ostroumov , tutkimuksen johtava kirjoittaja, huomauttaa, että päihteiden väärinkäyttö voi aiheuttaa muutoksia KCC2-proteiinissa, jolloin huumeet voivat ”kaapata” aivojen oppimismekanismin.
Käyttäytymiskokeissa hiirten aivokudoksilla tutkimusryhmä havaitsi käänteisen riippuvuuden: mitä alhaisempi KCC2-taso, sitä suurempi herkkyys oppimiselle. He havaitsivat myös, että tämä proteiini säätelee paitsi purkausten tiheyttä myös neuronien koordinaatiota. Tämä on erittäin tärkeää, koska hermosolujen synkronoitu toiminta lisää dopamiinin vapautumista.
Dopamiini ja sen vahvistava vaikutus
Dopamiinin koordinoitu vapautuminen toimii erittäin voimakkaana oppimissignaalina, joka antaa oppimisprosessille suhteettoman suuren merkityksen. Tohtori Ostroumov antaa hyvän esimerkin siitä, miten nämä assosiaatiot muodostuvat: ”Se on kuin tupakoitsija, joka aina yhdistää kahvin tupakkaan, ja kun hän yrittää lopettaa tupakoinnin, hän huomaa, että pelkkä kahvin juominen aiheuttaa voimakkaan halun tupakoida”.
Kaikki ei kuitenkaan ole niin pahaa. Syvällisempi ymmärrys KCC2-proteiinin toimintamekanismista voi avata uusia mahdollisuuksia kehittää tehokkaampia menetelmiä riippuvuuksien ja aivosairauksien hoitoon. Tavoitteena on estää haitallisten assosiaatioiden muodostuminen ja vahvistuminen sekä palauttaa terveet oppimismallit. Jotkut bentsodiatsepiinit , kuten diatsepaami, ovat osoittaneet kykynsä moduloida hermosolujen koordinaatiota .
