Dołącz do czytelników
Brak wyników

Mózg i umysł , Laboratorium

2 sierpnia 2016

Neurony do szczęścia potrzebne

0 587

Badano czekoladoholików. Obserwowano szczury, które padały z wyczerpania, bo nie mogły oderwać się od dźwigni stymulującej ich mózgi. Badacze różnymi sposobami próbowali odkryć neuronalne ośrodki przyjemności. Mylili się, potem korygowali błędy. Dziś już wiedzą, jak wykluwa się w naszym mózgu szczęście. Ta wiedza pozwala pomóc tym, którzy czują się nieszczęśliwi.

Mark uwielbia czekoladę. Kiedy dowiedział się, że w pobliskim Montrealskim Instytucie Neurologii szukają koneserów czekolady, bez wahania zgłosił się do badań jako ochotnik. W ciasnym pokoju, do którego został skierowany, przy biurku zawalonym papierami siedziała kobieta. Przywitała go pyta[-]niem: pan na badanie czekolado[-]holików?

Czekoladowa rozkosz czołowa
Dana Small, bo tak nazywała się badaczka, wyjaśniła, że eksperyment ma sprawdzić, które struktury w mózgu aktywują się, gdy w ustach powoli rozpuszcza się czekolada. Co, jak zakładano, dla osób uwielbiających jak Mark czekoladę, jest niezwykle przyjemnym momentem. Aktywność mózgu mierzono za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej (ang. Positron Emission Tomography, PET). W trakcie skanowania z użyciem tej metody badanym wstrzykuje się radioaktywny znacznik, który jest pochłaniany przez najbardziej aktywne neurony w mózgu. Doktor Small uspokoiła Marka, że są to bardzo małe ilości substancji radioaktywnej, która po wchłonięciu przez neurony rozpada się i generuje energię. Specjalne czujniki rejestrują, gdzie nastąpił ów rozpad i dzięki temu można stwierdzić, które części mózgu są w danym momencie najaktywniejsze.

POLECAMY

Wyznaczonego dnia Mark, zgodnie z instrukcją, zjadł tylko wczes[-]ne śniadanie, tak by w trakcie skanowania (w porze obiadowej) mieć ochotę na czekoladę. W ośrodku neuroobrazowania badacze ułożyli go w wąskiej tubie skanera, gdzie rozkoszował się czekoladą i oceniał, jak przyjemne jest to doznanie i jak bardzo chciałby dostać następną porcję. Złożony proces obróbki danych ujawnił, że po każdym podaniu czekolady w mózgach czekoladoholików aktywność zwiększa kilka struktur, w tym położona tuż nad oczodołami część płatów przedczołowych (tzw. kora orbitofronatalna lub nadoczodołowa). Wyniki, opublikowane w 2001 roku w prestiżowym czasopiśmie „Brain”, wskazywały, że obszar ten jest ważnym mózgowym ośrodkiem przeżywania przyjemności.

Przegroda na drodze do szczęścia
Historia badań neuronalnych podstaw przeżywania przyjemności zaczęła się jednak znacznie – bo aż 50 lat – wcześniej. Wtedy jeszcze nikt nie marzył o zastosowaniu PET do badania mózgu. W 1954 James Olds i Peter Milner, naukowcy z Kanady, zaimplantowali szczurom elektrody do różnych struktur w mózgu. Szczur za pomocą dźwigni mógł stymulować wybraną strukturę prądem. Efekty tego badania były zdumiewające: zwierzęta z elektrodami umieszczonymi w podkorowej strukturze zwanej przegrodą niemal bez przerwy naciskały dźwignię! W ten właśnie sposób spędziły ponad 90 procent czasu z trwającej trzy godziny sesji. Badanie pokazało, że przegroda generuje przyjemność tak silną, że zwierzę nie jest w stanie – dosłownie – robić nic innego poza jej stymulowaniem. Elektrody tkwiące w przegrodzie okrzyknięto „elektrodami przyjemności”.

Podobne badania przeprowadzono później na dwóch pacjentach cierpiących na lekooporną epilepsję. Okazało się, że elektrody wszczepione w ich przegrody dały efekt bardzo podobny do tego, z jakim badacze mieli do czynienia badając szczury – pacjenci znów chętnie uruchamiali przepływ prądu. Co przy tym czuli? Okazało się, że owszem, przeżywali silną potrzebę naciskania dźwigni, połączoną z narastającym napięciem seksualnym, które nie mogło jednak skończyć się spełnieniem. Rezultatem była silna frustracja seksualna, z którą łączyła się niepohamowana potrzeba naciskania dźwigni. Natomiast w żadnym razie nie było to uczucie przyjemności. Dodatkowa analiza ich wypowiedzi pokazała, że przegroda wcale nie jest „centrum przyjemności”, jak wcześniej uważano. Trafniej można byłoby ją określić jako „centrum przymusu”.

Jądro przyjemności
Badacze zmienili więc podejście do badań nad przeżywaniem przyjemności u zwierząt. Jako wskaźnika szczęścia postanowiono użyć podstawowych ekspresji emocjonalnych, które są wspólne dla ludzi, małp, a nawet szczurów. Na przykład niemowlęta, kiedy poda im się wodę z cukrem, oblizują usta. Natomiast słony lub gorzki smak wywołuje u nich awersyjną reakcję – co objawia się charakterystycznym otwieraniem ust. U szczurów można zauważyć analogiczne reakcje na różne smaki. Co ciekawe, kiedy szczura pozbawi się dostępu do soli (podda go tzw. deprywacji sodowej), po pewnym czasie zaczyna on pozytywnie reagować na słoną wodę. Zmiana ta pokazuje, że przeżywanie przyjemności („lubienie” określonego bodźca) nie jest uzależnione wyłącznie od cech bodźca, ale wynika raczej z jego afektywnej oceny (w odpowiednich warunkach sól z „nielubianej” staje się „lubiana”).

Dzięki temu nowemu podejściu naukowcy zlokalizowali u szczurów bardzo mały – zaledwie jednomilimetrowy – ośrodek przyjemności w strukturze podkorowej zwanej jądrem półleżącym, a dokładnie w jego przednio-przyśrodkowej części. Jest to niewielkie skupisko neuronów, którego funkcje już od pewnego czasu wiązano z podatnością na uzależnienia. W jednym z badań grupa naukowców z Uniwersytetu w Michigan zastosowała mikrokaniule (bardzo małe rurki), które umieszczono w różnych częściach jądra półleżącego. Za ich pomocą aplikowano do mózgów gryzoni niewielkie ilości opioidów. Opioidy (np. morfina), należące do grupy neuromodulatorów, łączą się z receptorami opioidowymi na błonach komórek nerwowych i w ten sposób wpływają na aktywność neuronów, zmieniając przekazywane przez nie informacje. Badanie pokazało, że aplikacja opioidów do wspomnianego obszaru w jądrze półleżącym zwiększa pozytywną reakcję szczura na wodę z cukrem nawet o 250 procent! Późnej, stosując tę samą metodę aplikacji opioidów, udało się znaleźć podobny ośrodek przyjemności w brzusznej części gałki bladej – strukturze leżącej w sąsiedztwie jądra półleżącego. Pokazano, że oba ośrodki ściśle ze sobą współpracują podczas przeżywania przyjemności przez zwierzęta.

Mityczna dopamina
Opisane badania nad reakcjami szczurów na słodką wodę odkryły jeszcze jedną niewygodną dla naukowców prawdę – obaliły 30-letni mit o tym, że dopamina (inny neuromodulator) jest główną substancją biorącą udział w przeżywaniu przyjemności. Wniosek taki płynął z badań, w których okazało się, że po zablokowaniu receptorów dopaminy, zwierzęta nie uczyły się nowych reakcji na pozytywne bodźce, np. na słodką wodę. Badacze zinterpretowali to jako dowód, że szczury przestały „lubić” słodką wodę i dlatego nie działała ona jako nagroda, nie wzmacniała określonych zachowań. Jednak nowsze badania pokazały, że zniszczenie struktur produkujących dopaminę w mózgu wcale nie zmniejsza pozytywnej reakcji na słodką wodę u szczurów. Ponadto, dzięki inżynierii genetycznej udało się wyhodować myszy, u których całkowicie wyeliminowano receptory dopaminy w mózgu. Mimo to myszy te ciągle pozytywnie reagowały na słodką wodę. Również u osób z chorobą Parkinsona, u których następuje silna degeneracja neuronów produkujących dopaminę, nie stwierdzono zmniejszenia przeżywania przyjemności np. podczas jedzenia czekolady. Dlaczego więc szczury z zablokowanymi receptorami dopaminy wykazywały brak zainteresowania nagrodą w procedurze warunkowania? Dziś twierdzi się, że był to raczej efekt zablokowania motywacji do działania (np. do picia) niż samego przeżywania przyjemności. Tak jak w przypadku opisanych wcześniej, wszczepianych do przegrody „elektrod przyjemności” (kiedy to badani nie przeżywali przyjemności, lecz jedynie silną potrzebę ponawiania stymulacji), tak również w przypadku dopaminy doszło do błędnej interpretacji jej roli w regulacji zachowania.

Napój, nie nastrój
Wróćmy do „czekoladowego badania”. Pokazało ono, że w przeżywaniu przyjemności biorą udział nie tylko struktury podkorowe, takie jak jądro półleżące i gałka blada, ale także kora orbitofrontalna (nadoczo[-]dołowa). Ta najbardziej do przodu wysunięta część kory znajduje się bezpośrednio nad oczami. Jest ona jednym z najmłodszych ewolucyjnie nabytków mózgu. Techniki neuroobrazownia pokazały, że kora orbitofrontalna jest silnie aktywowana podczas przeżywania typowo ludzkich przyjemności, takich jak słuchanie muzyki czy wygrywanie pieniędzy. W badaniach zaobserwowano również aktywność kory wyspy i przedniego zakrętu obręczy, które prawdopodobnie wspólnie z korą orbitofrontalną uczestniczą w procesie przeżywania przyjemności. Obecnie uważa się, że obszary korowe uczestniczą w świadomym kodowaniu nieświadomej podkorowej przyjemności. Choć określenie nieświadoma przyjemność może wydawać się nieintuicyjne, są badania potwierdzające hipotezę o istnieniu mechanizmów działających poza świadomym postrzeganiem a zmieniających zachowanie. W niektórych eksperymentach mających na celu sprawdzenie wspomnianej hipotezy używano wzrokowych bodźców podprogowych. Są to obrazy wyświetlane tak krótko, że nie jesteśmy w stanie świadomie ich „zobaczyć”. Mimo to, jak pokazało wiele badań, mają one wpływ na nasze oceny cz...

Ten artykuł dostępny jest tylko dla Prenumeratorów.

Sprawdź, co zyskasz, kupując prenumeratę.

Zobacz więcej

Przypisy