Агресивно понашање и "мали мозак"

Садржај

• Да ли церебеларни вермис регулише агресивно понашање?

Истраживачи са Харвард Медицал Сцхоол недавно су користили најсавременије оптогенетске методе како би истражили како активност Пуркињеових ћелија у малом мозгу (латински "мали мозак") модулира агресивно понашање мишева.

Ови налази (Јацкман ет ал., 2020) објављени су 28. априла у часопису еЛифе . Ваде Регехр, професор неуробиологије на Одељењу за неуробиологију Харвард Медицал Сцхоол-а, одговарајући је аутор овог рада. Скилер Јацкман је члан Регехр лабораторије и први аутор овог рада.

Пуркиње ћелије су препознатљив тип неурона смештених у малом мозгу. Ови велики неурони у облику лепезе добили су име по Јану Евангелисти Пуркињеу, који је открио ове ћелије 1839. године. Ћелије церебеларног пуркиња једини су излазни неурони малог мозга. Вековима су неурознанственици знали да Пуркињеове ћелије играју кључну улогу у моторичкој координацији. Као новопечени спортиста, од свог покојног оца, неурознанственика Рицхарда Бергланда, који је такође био мој тренер у тенису, сазнао сам да су Пуркиње ћелије кључ атлетске снаге. (Погледајте „Неурознаност мајсторства кроз учење кроз покушаје и грешке“.)

Људи са абнормалностима Пуркињеових ћелија или оштећењима одређених микрозона унутар малог мозга често пате од некоординисаних, трзавих покрета и дисметрије (тј. Недостатка координације покрета).

Кад сам писао Пут спортисте , Ставио сам церебеларне Пуркиње ћелије у центар пажње као изузетно важне у спорту због њихове добро успостављене улоге у олакшавању течне координације мотора и задржавању мишићне меморије. "Синаптичка пластичност Пуркињеових ћелија је у вашим рукама. Они се свакодневно преобликују кроз вежбање и понављање", написао сам.

До касних 1990-их (Сцхмахманн, 1998), врло је мало неурознанственика мислило да је наш „мали мозак“ умешан у немоторичке функције или когнитивна понашања. Међутим, овај застарели поглед на мали мозак „само са моторним функцијама“ брзо се мења. (Погледајте „Мали мозак дубоко утиче на наше мисли и осећања“)

Да ли церебеларни вермис регулише агресивно понашање?

Изненађујуће је да су нејасна истраживања спроведена пре више од једног века умешала церебеларни вермис у регулисање агресије, али до сада су ови налази били тешко протумачити.

Почетком 1900-их, италијански физиолог, Гуиссеппе Пагано, открио је да је убризгавање супстанце (цураре) која типично паралише моторне живце директно у вермис проузроковало да животиња „изненада побесни и баци се на присутне, покушавајући да их уједе [ и] да скочи у ваздух, борећи се да уједе ко зна колико фантома његове узнемирене психе “. (Пагано, 1904)

Научна достигнућа двадесет првог века унапредила су наше разумевање улоге коју имају церебеларне Пуркиње ћелије у афективним поремећајима и менталном здрављу. (Погледајте „Пуркињеове ћелије могу имати неочекивану везу са поремећајима расположења.“)

На пример, пре неколико година истраживачи са Универзитета у Вирцбургу (Прусти и сар., 2018) идентификовали су корелацију између одређених поремећаја расположења (нпр. Велики депресивни поремећај, биполарни поремећај) и церебеларних ћелија Пуркиње заражених хуманим херпесвирусом (ХХВ- 6). Истраживачи су такође открили значајну повезаност између инфекције ХХВ-6А и смањене величине ћелија Пуркињеа. Ово сугерише да абнормална функција Пуркиње-ових ћелија посредована вирусом може бити повезана са психијатријским поремећајима као што су МДД и БПД.

Као што је горе поменуто, истраживачи на Медицинском факултету Харвард недавно (2020) користили су оптогенетске методе да покажу да активност Пуркињеових ћелија у церебеларном вермису покреће брзе промене у агресивном понашању код мишева. Кроз серију комплементарних експеримената, Регехр и његови чланови лабораторије пронашли су доказе који сугеришу да „церебеларни вермис може регулисати агресивно понашање, иако церебеларни кругови и обрасци активности који утичу на агресију остају нејасни“.

Занимљиво је да су истраживачи открили да значајно појачава активност Пуркињеових ћелија у вермису смањила учесталост агресивних напада лабораторијских мишева у тесту резидент-уљез. Супротно томе, оптогенетска инхибиција Пуркињеових ћелија у вермису повећао учесталост агресивних напада.

Приметно је да Јацкман и Регехр претпостављају да смањење агресије коју су приметили након повећања активности Пуркињеових ћелија није последица оштећења моторичке функције јер се чини да оптогенетска стимулација церебеларних Пуркиње ћелија у вермису није променила моторичке перформансе. Према ауторима, "Ови резултати сугеришу и даље подржавају значај малог мозга у покретању афективних понашања која би могла да допринесу неуролошким поремећајима."

"Открили смо да је манипулисање активношћу Пуркињеових ћелија у задњем вермису довољно за значајно модулирање агресије. То је у складу са клиничким студијама које имплицирају лобулу ВИИ вермиса у афективну обраду (Стоодлеи & Сцхмахманн, 2009)", написали су аутори.

Јацкман и коаутори признају да њихова студија о томе како Пуркињеова ћелијска церебеларна активност модулира агресивно понашање има ограничења. Како објашњавају, „Тешко је одредити тачан регион малог мозга на који је утицала наша оптогенетска стимулација.“ И упркос напретку у мапирању целог мозга који укључује функционалну топографију људског малог мозга (Гуелл и сар., 2018), тачни излазни путеви ћелија церебеларног Пуркињеа кроз задњи вермис још увек нису јасно идентификовани. „Будући рад могао би да осветли анатомске пројекције и физиолошки утицај немоторичких региона малог мозга“, Јацкман ет ал. закључити.

Ксавијер Гуелл, Јереми Д. Сцхмахманн, Јохн Д.Е. Габриели, Сатрајит С. Гхосх. „Функционални градијенти малог мозга.“ еЛифе (Први пут објављено: 14. августа 2018) ДОИ: 10.7554 / еЛифе.36652

Давид Ј. Херзфелд, Иосхико Којима, Робијанто Соетедјо и Реза Схадмехр. „Кодирање грешке и учење исправљања те грешке Пуркињеовим ћелијама малог мозга“. Натуре Неуросциенце (Први пут објављено: 16. априла 2018) ДОИ: 10.1038 / с41593-018-0136-и

Цатхерине Ј. Стоодлеи и Јереми Д. Сцхмахманн. „Функционална топографија у хуманом церебелуму: Мета-анализа студија неуроимагинга.“ НеуроИмаге (Први пут објављено: 15. јануара 2009.) ДОИ: 10.1016 / ј.неуроимаге.2008.08.039

Јереми Д. Сцхмахманн. „Дисметрија мисли: Клиничке последице церебеларне дисфункције на когницију и афекат“. Трендови у когнитивним наукама (Прво објављено: 01. септембра 1998) ДОИ: 10.1016 / С1364-6613 (98) 01218-2