Mit tárhat fel az idegpályák vizsgálata a mentális egészségről

Kay M. Tye agykutató azt vizsgálja, hogy agyunk milyen összetett érzelmi állapotokat idéz elő, például depressziót, szorongást vagy magányosságot. A tudomány élvonalából osztja meg legújabb eredményeit – ideértve egy olyan eszköz kifejlesztését is, amely fényt használ célzott idegsejtek aktiválására, hogy az egereknél drámai viselkedésbeli változásokat hozzon létre. Ismerje meg, hogyan változtathatják meg ezek a felfedezések gondolkodásmódunkat elménkről – és esetleg fényt deríthetnek mentális betegségek hatékony kezelésére is.

Azzal kezdem, hogy mondok valamit,
amiről azt gondolják, hogy igaz.

Agyunk hozza létre elménk
minden megnyilvánulását.

De akkor miért kezeljük
a lelki és a fizikai betegségeket

annyira másképp,

ha azt gondoljuk, tudjuk,
hogy az elme az agy szüleménye?

Idegkutatóként gyakran mondták nekem,

hogy nem tanulmányozhatom,
hogy az olyan belső állapotok,

mint a szorongás, sóvárgás
vagy magányosság

hogyan jelennek meg az agyban,

és ezért úgy határoztam,
hogy nekilátok, és pontosan ezt teszem.

Kutatóprogramom az elme megértését célozza

az agyi áramkörök vizsgálatán keresztül.

Pontosabban, hogyan hozza létre
agyunk az érzelmeket.

Nagyon nehéz az érzelmeket
és az érzéseket tanulmányozni,

mivel nem tudjuk mérni őket.

A viselkedés adja a legjobb
és az egyetlen rálátást

mások érzelmi élményére.

Emberek és állatok esetében egyaránt –

igen, az önbevallás viselkedési forma.

A motivált viselkedések
két osztályba sorolhatók:

Az élvezet keresése
és a fájdalom elkerülése.

Az a képesség, hogy megtegyük,
ami jó számunkra,

és elkerüljük, ami rossz,

alapvető a túléléshez.

És modern társadalmunkban
nehéz megmondani a különbséget,

amit lelki betegségnek is címkézhetünk.

Ha valami baj volna az autómmal,

és elvinném a szerelőhöz,

legelőször is a motorháztető alá
vetnének egy pillantást.

De a lelki betegségek kutatásánál

nem nyithatjuk fel a motorháztetőt
egyszerű gombnyomással.

Ezért kísérletezünk állatokkal.

Egész pontosan egerekkel az én laboromban.

Ahhoz, hogy megértsük az agyat,
nos, agyakat kell tanulmányozni.

És most először képesek vagyunk rá.

Kinyithatjuk a motorháztetőt.

Bepillanthatunk,

elvégezhetünk egy kísérletet,
és láthatjuk, mit eredményez.

A technológia bepillantást enged
az elménk fekete dobozába.

Az optogenetikus eszközök kifejlesztése
lehetővé tette a példa nélküli irányítást

meghatározott idegsejtek felett az agyban,
és elektromos jelek kibocsátásával

egymással történő
kommunikációik irányítását.

Géntechnológiával az idegsejteket
fényérzékennyé tehetjük,

majd fénnyel irányíthatjuk, mikor
bocsássanak ki jeleket az idegsejtek.

Így meg tudjuk változtatni
egy állat viselkedését,

bepillantást nyerve abba,
mit csinál az adott idegi áramkör.

Szeretnék tudni,
hogyan csinálják ezt a tudósok?

A tudósok optogenetikus
eszközöket fejlesztettek ki

más alapvető tudományos
ismereteket is felhasználva.

Az algák egysejtű organizmusok,
úgy fejlődtek, hogy a fény felé ússzanak.

Amikor kék fény éri
egy algasejt szemfoltját,

egy csatorna nyílik meg,

ami elektromos jeleket küld,

amelyek apró ostorcsapásokkal
hajtják az algát a fény felé.

Ha klónozzuk ezt a fényérzékeny
részt az algából,

és aztán génmódosítással
hozzáillesztjük az idegsejtekhez,

az idegsejteket is
fényérzékennyé tehetjük.

Kivéve, hogy az idegsejteknél –

amikor egy optikai szál mélyen
világítunk le az agyba –

változtatunk azon, hogyan küldjenek
elektromos jeleket más idegsejteknek,

és így megváltoztatjuk
az állat viselkedését.

Munkatársaimmal

elsőként használtuk
az optogenetikus eszközöket,

kiválasztottuk és megcéloztuk
az A pontban lévő idegsejteket,

hogy üzenetet küldjenek az áramkörökön át
célzottan a B pontba anélkül,

hogy szomszédos idegsejtek tevékenységére
bármilyen hatással lettünk volna.

Ezzel a megközelítéssel
tesztelhettük az áramkörök funkcióit

agyunk bonyolult szövevényén belül.

Régóta ismert, hogy az agy
egyik része, az amigdala

fontos szerepet tölt be
az érzelmek irányításában,

és laboratóriumunk felfedezte,

hogy az amigdala hasonlít
egy útelágazáshoz,

ahol az egyik ösvényt aktiválva pozitív
érzelmet és hozzáállást váltunk ki,

a másikat aktiválva pedig
negatív érzelmet és elkerülést.

Mutatok önöknek néhány példát –

kóstolót nyers adatokból –

hogyan használhatjuk az optogenetikát
bizonyos idegsejtek célzására az agyban,

hogy meghatározott
viselkedésváltozást hozzunk létre.

A pánikbetegeknél rendellenes
kommunikáció zajlik

az amigdala két része között,

de az embereknél nehéz megállapítani,

hogy ez a rendellenesség az oka
vagy a következménye a betegségnek.

Használhatjuk az optogenetikát
az idegpályák megcélzására egy egérnél,

és meglátjuk, mi történik.

Ez egy megemelt plusz útvesztő.

Létezik egy elterjedt szorongásteszt,

amely azt az időt méri,

melyet az egér a zárt utak
biztonságában tölt

a nyitott utak felfedezéséhez viszonyítva.

Az egerek úgy fejlődtek,
hogy jobban szeretik a zárt tereket,

mint például odújuk biztonságát,

de ahhoz, hogy ételt,
vizet, társat találjanak,

ki kell merészkedniük a nyílt terepre,

ahol jobban ki vannak téve
a ragadozók fenyegetéseinek.

Szóval, én itt ülök hátul,

készülök rá, hogy megnyomjam a kapcsolót.

És most, amikor megnyomom a gombot,
és bekapcsolom a világítást,

láthatják, hogy az egér kezdi
jobban felfedezni a nyílt teret.

És a szorongásra adott
gyógyszeres kezeléssel ellentétben

nincs nyugtató,
nincs mozgásszervi károsodás,

csak irányított, természetesnek
ható felfedezés.

Tehát nemcsak szinte azonnali a hatás,

hanem érzékelhető mellékhatások sincsenek.

Most, amikor lekapcsolom a fényt,

láthatják, hogy az egér visszanyeri
normális agyi állapotát,

és visszamegy a sarokba.

Amikor a laborban
ezeket az adatokat kaptam,

teljesen egyedül voltam,
és nagyon izgatottá váltam.

Annyira izgatott lettem,
hogy halkan felkiáltottam.

(Csendesen) Aah!

(Nevetés)

Miért voltam olyan izgatott?

Úgy értem, elméletileg tudtam,
hogy az agy irányítja az elmét,

de kapcsolóval váltani a kezemben,

és látni, hogy az egér ilyen gyorsan

és oda-vissza változtatja meg
a viselkedését –

igazából ez volt az első alkalom,
hogy valóban elhittem ezt.

Az első áttörés óta

számos egyéb felfedezést tettünk.

Találtunk jellegzetes idegi áramköröket,

amelyek drámai változásokat idéznek elő
az állat viselkedésében.

Íme, egy másik példa: a kényszerevés.

Két ok miatt eszünk.

Az élvezet kedvéért,
mint amilyen az ízletes étel,

vagy a fájdalom elkerülése miatt,
hogy ne legyünk éhesek.

Hogyan gyógyíthatjuk meg
a kényszerevést anélkül,

hogy tönkretennénk
az éhség vezérelte táplálkozást,

amely szükséges a túlélésünkhöz?

Az első lépés, hogy megértsük,

hogyan utasít minket az agyunk az evésre.

Ez a jóllakott egér
épp felfedez egy helyet,

ahol egyáltalán nincs étel.

Az optogenetikával a hipotalamuszban
található idegsejteket célozzuk meg,

üzeneteket küldünk
az áramkörökön át a középagyba.

Amikor bekapcsoljuk
a világítást, pont itt, láthatják,

hogy az egér azonnal
elkezdi nyalni a padlót.

(Nevetés)

Ez a láthatóan kétségbeesett viselkedés
hamarosan felerősödik,

és olyasmi történik,
amit hihetetlennek találok.

Igazából elég csodálatos.

Készen állnak?

Pont most.

Látják? Felemeli a mancsait,
mintha enne egy darab ételt,

de semmi sincs ott, semmit nem fog.

Tehát ez az áramkör hatékony
a táplálkozási viselkedés szabályozására,

még ha nincs is éhség,

még ha nincs étel se.

Nem tudom biztosan, mit érez az egér,

de az idegpálya megcélzásával
kiváltott viselkedés arra utal,

hogy ezek az idegsejtek
sóvárgást idéznek elő.

Lekapcsoljuk a világítást –

és az állat újra normálisan viselkedik.

Ha lekapcsoljuk ezt az idegpályát,

elnyomhatjuk és csökkenthetjük
a kényszerevést anélkül,

hogy megváltoztatnánk
az éhség vezérelte táplálkozást.

Mit jelentett önöknek ez a két videó,

amit most mutattam?

Hogy az agyi idegi áramkörökön
végrehajtott egyedi változtatások

egyedi viselkedésbeli
változásokat hoznak létre.

Hogy minden tudatos tapasztalatunkat

agysejtjeink irányítják.

Egy fizikus és egy biológus lánya vagyok,

akik a szó szerint egy hajón
találkoztak, amikor Amerikába jöttek,

hogy képzésüket folytassák.

Szóval, temészetesen,

mivel "semmi nyomás" nem nehezedett rám,
hogy tudós legyek ...

(Nevetés)

főiskolai hallgatóként döntenem kellett,
hogy a pszichológiát,

az elme tanulmányozását,
vagy az idegtudományt,

az agy tanulmányozását választom.

Az idegtudományt választottam,

mivel meg akartam érteni,

hogyan születik elme
a biológiai szövetekből.

De valójában mindkettővel foglalkozom.

És most a kutatóprogramom
hidalja át a hézagot

az elme és az agy között.

Laboratóriumi kutatásom azt sugallja,

hogy elkezdhetjük
az egyes idegi áramköröket

érzelmi állapotokhoz kötni.

Találtunk pár áramkört,

amelyek a szorongással kapcsolatos
viselkedésért felelősek,

a kényszerevésért,

a szociális kapcsolatokért,
elkerülésükért,

és a motivált viselkedések
sok más típusáért,

amelyek talán belső érzelmi állapotokra
adott válaszreakciók.

Úgy gondoltunk az elme funkcióira, hogy
egy adott agyterület határozza meg őket.

De a munkám mutatja,
hogy egy adott agyterületen

sok különféle idegsejt
sok különböző tevékenységet folytat.

És ezek a funkciók részben
az általuk bejárt útvonaltól függenek.

Íme, egy metafora, amely illusztrálja,

hogyan változtatják meg e felfedezések
azt, hogy mit gondolunk az agyról.

Mondjuk, hogy az agy a világ megfelelője,

és az idegsejtek az embereké.

Meg szeretnénk érteni,
hogyan terjed az információ a bolygón.

Biztosan hasznos tudni,

hol tartózkodik egy adott személy,
amikor felvesszük, amit mond.

De kijelenthetem,
hogy ugyanolyan fontos tudni,

kivel beszél,

kik figyelnek,

és hogy a figyelő emberek
hogyan reagálnak a kapott információkra.

A lelki betegségek gyógyítása jelenleg

lényegében próbákon
és hibákon alapuló stratégia.

És nem működik.

A lelki betegségekre adott
új gyógyszeres kezelések

falakba ütköztek,

alig valami fejlődést értünk el
az 1950-es évek óta.

Mit tartogat a jövő?

A közeljövőben arra számítok,

hogy a lelki betegségkezelés
forradalmának leszek tanúja,

ahol meghatározott agyi idegi áramkörök
állnak majd a középpontban.

A diagnózisokat egyaránt a viselkedésre,

illetve a mérhető agyi aktivitásra
alapozva állítják fel.

A távolabbi jövőben
képességeink kombinálásával,

hogy azonnal beavatkozhatunk
az agyműködésbe,

és azonnal változást
érhetünk el a viselkedésben,

tudásunkkal a szinaptikus plaszticitásról
maradandóbb változásokat érhetünk el,

ezzel az agyat az öngyógyítás
állapotába juttathatjuk

az idegi áramkörök újraprogramozásával.

Az élményterápiát az idegpályák
szintjén valósítjuk meg.

Amint az agyat az öngyógyítás
állapotába juttatjuk,

lehetséges, hogy hosszan tartó
hatásokat érhetünk el

mellékhatások nélkül.

Elképzelem a jövőt,
ahol idegi áramkörök újraprogramozásával

talán gyógyíthatunk is,
nem csak kezelhetünk.

Rendben, de mi van itt és most?

Ha mostantól mindegyikünk

igazán hinni fog abban,

hogy az elmét agysejtjeink hozzák létre,

akkor azonnal megszabadulhatunk
a negatív hozzáállástól és a szégyentől,

ami sok embert tart vissza attól,

hogy megkapja a szükséges
lelki támogatást.

Mentális egészségügyi szakemberként

mindig arról gondolkodunk,
mi lesz a legújabb kezelés.

De mielőtt új kezeléseket alkalmazunk,
arra van szükség,

hogy az emberek ne érezzék
kellemetlennek igénybe venni őket.

Képzeljék el, milyen drámaian csökkenne

az öngyilkosságok és az iskolai
lövöldözések száma,

ha mindenki, akinek lelki támogatásra
van szüksége, meg is kapná azt.

Amikor majd igazán megértjük,
hogyan keletkezik az elme az agyból,

Javítani fogunk mindenki életén,

aki élete során lelki beteg lesz –

a népesség felén –

ugyanúgy, ahogy mindenki másén is,
akivel osztoznak a világon.

Köszönöm.

(Taps)