Egy elektromos agykapcsoló kikapcsolja az étvágyat

Csökkenthető-e a koponya alatti implantátummal a kísértés a másodpercek (vagy harmadok) felszedésére?

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.scientificamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Regisztráció "data-newsletterpromo button-link = "https://www.scientificamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "ArticleBody">

Az agy jutalmazási rendszere megtanulja azokat a cselekvéseket, amelyek pozitív eredményeket produkálnak, például ételt vagy szexet szereznek. Ezután megerősíti a vágyat e magatartások megkezdésére azáltal, hogy örömet vált ki a releváns cselekvésre számítva. Bizonyos körülmények között ez a rendszer túlérzékennyé válhat a kellemes, de káros viselkedés iránt, olyan kóros impulzusokat produkálva, mint a kábítószer-függőség, a mértéktelen evés és a kényszeres szerencsejáték.

De mi lenne, ha impulzív késztetéseket észlelnénk az agyban, és beavatkoznánk a cselekmény megakadályozására? Ez egy új tanulmány ígérete, amelyet december 18-án tettek közzé a Proceedings of the National Academy of Sciences, amelyet Stany University-ből Casey Halpern idegsebész vezetett. Csapata az impulzív késztetések „aláírását” azonosította az agy jutalom-tanulási áramkörének egy részében, a nucleus accumbens-ben. Ha elektromos impulzusokat juttatunk ebbe a régióba, ennek a tevékenységnek a detektálásakor csökkent az egerek evés közbeni viselkedése. Ugyanazt az aláírást figyelték meg az emberi agyban is, ami arra utal, hogy a technika képes kezelni egy sor kényszeres viselkedést magában foglaló állapotot. "Az agy biomarkerét azonosítottuk a kontroll elvesztése miatt" - mondja Halpern. "Ha ezt felhasználhatjuk a potenciálisan veszélyes cselekmények megelőzésére, akkor sok embernek segíthetünk."

A kutatók a mély agyi stimuláció (DBS) variációját használták kísérleteik során, egy jól megalapozott kezeléssel, hogy csökkentse a Parkinson-kórban meglévő remegést, amely más körülmények között is ígéretesnek bizonyul, beleértve a depressziót és a rögeszmés-kényszeres rendellenességet. Még mindig vitatott a DBS jótékony hatása, de lehetnek mellékhatásai is. A mozgászavarok kezelésénél a betegek bizsergést és izomösszehúzódást tapasztalhatnak - mondja Tipu Aziz idegsebész az Oxfordi Egyetemről. Más régiók hosszú távú következményei ismeretlenek, de magukban foglalhatják a rohamokat vagy a megismerésre gyakorolt hatásokat - mondja.

Rendszerint a DBS megszakítás nélküli árammal stimulálja az agy területét. De a kutatók azt vizsgálják, hogyan lehet elektromos impulzusokat csak szükség esetén biztosítani, figyelemmel kísérve az adott állapothoz vagy tünetekhez kapcsolódó árulkodó agyi aktivitást. Ez a „válaszadó neurostimuláció” (RNS) néven ismert technika hatékonynak bizonyult az epilepsziában, és az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala egy meglévő rendszert hagyott jóvá részleges rohamok kezelésére (amelyek csak az agy egy részét érintik). Van néhány bizonyíték arra, hogy az RNS jobb lehet, mint a folyamatos stimuláció a Parkinson-kór kezelésében, mondja Aziz.

Halpern csoportja korábban azt mutatta, hogy a standard DBS akár 50% -kal is csökkenti az egerekből való evést. A szükséges stimuláció biztosítása érdekében nekiláttak megtalálni az agy „aláírását” azoknak az impulzív késztetéseknek, amelyekkel stimulációt válthatnak ki. Hat egér zsírtartalmú táplálék pelletet adtak napi egy órában, 10 napig (ezt követően az egerek falatoztak). Feljegyezték az állatok sejtmagjainak aktivitását a „tanulási” időszak előtt és után, valamint akkor, amikor a szokásos étrendet fogyasztották. Az alacsony frekvenciájú („delta sávos”) agyhullám-aktivitás növekedését tapasztalták a nucleus accumbensben, amely egy másodperccel tetőzött, mire egy egér belemerült a rohamozásba. Ez a tevékenység nem a kísérlet kezdetén jelent meg, vagy amikor az állatok normál, nem magas zsírtartalmú ételt ettek. Azt is bizonyították, hogy ez az aláírás a mértéktelen evésre jellemző, és megmutatták, hogy nem látták közvetlenül azelőtt, hogy kapcsolatba léptek volna egy fiatal egérrel, amelyet az egerek is kellemesnek tartanak. "Nem akarjuk megakadályozni a természetes jutalmakat" - mondja Halpern. - Senkit nem követünk impulzussal - magam is szeretek egy pohár bort.

A „gyengeség pillanata” aláírás azonosítása után a csapat ezt követően kipróbálta, hogy elektromos szimuláció kiváltására használják-e az impulzus csökkentett mértékű evés megzavarására. Összehasonlították az automatikusan kiváltott stimulációt a folyamatos, véletlenszerű és manuális stimulációval, amelyben egy kutató aktiválta az elektródát, amikor látta, hogy az egér mozog, és elkezd enni. A véletlenszerű stimuláció kivételével mind csökkentette az elfogyasztott mennyiséget. De azt is kimutatták, hogy csak a folyamatos stimuláció csökkentette az egereknek a fiatal egerekkel való interakcióban eltöltött idejét, amelyet nemkívánatos mellékhatásnak tartottak.

A csapat ezután emberi agyhoz fordult, hogy megnézze, vajon az egereken felfedezett aláírás vonatkozik-e az emberekre is. Megkereshették egy rögeszmés-kényszeres betegségben szenvedő beteget, aki nem reagált más kezelésekre, és a DBS miatt műtétet választott. Figyelték a férfi sejtmagjába beültetett elektródot, miközben egy olyan feladatot hajtott végre, amelynek során egy gombot kellett megnyomnia, amikor egy vizuális célpont villogott a képernyőn, hogy pénzjutalmat kapjon. Miután megszokta a feladatot - és a készpénz átvételéből származó jutalmat -, hasonló növekedést tapasztaltak a delta aktivitásban, mint az egereknél megfigyelt agyi hullámok, amelyek közvetlenül a feladat megkezdése előtt fokozódtak.

Az a tény, hogy mindkét fajnál hasonló agyi aktivitást tapasztaltak a különböző jutalmakra irányuló magatartásokra, arra utal, hogy ez az aláírás sok kényszeres magatartásnál közös lehet. Természetesen senki, aki szerencsejátékkal rendelkezik, idegsebészeti beavatkozáson esne át, és az orvosok sem gondolnák. "Olyan emberek után megyünk, akik halnak állapotuk miatt vagy súlyosan meg vannak gyengülve" - mondja Halpern. "Gyomorműtét előtt álló emberek, vagy olyanok, akiknek nem sikerül, mert nem tudják abbahagyni a mértéktelen evést, vagy az alkoholisták."

Az egyik lehetséges probléma az, ha a vágy aláírása túl specifikus, lehet, hogy nem releváns több rendellenesség esetén, vagy akár a laboratóriumon kívül is alkalmazható rutinszerű klinikai használatra. "Nem teljesen világos, hogy ez a jel kapcsolódik-e a [kísérlethez/feladathoz] vagy a viselkedéshez" - mondja Damiaan Denys, az Amszterdami Egyetem pszichiátere, aki nem vett részt a vizsgálatban. Ha túl általános, akkor elképzelhető egy olyan helyzet, amikor a kényszeres étkezés miatt kezelt ember már nem élvezheti a blackjack játékát. "De fontos, mert megmutatja, hogy felismerhető egy olyan jel, amelyet pszichiátriai rendellenességek esetén alkalmazhatunk" - mondja Denys.

Ez egy előzetes kutatás, amelyben csak egy ember vesz részt, anélkül, hogy emberi kezelési hatást mutatna. "Első ember-esettanulmány volt az egérvizsgálataink validálása - most nagyobb mintában kell elvégeznünk" - mondja Halpern. "Van egy alkalmazásunk az NIH-nál [National Institute of Health], hogy teszteljük ezt elhízott betegeknél, akik bingelikus viselkedést mutatnak."