Cientistas descobrem medo, coragem muda no cérebro

A Verdadeira Força da Mente e Como Usá la (Junho 2019).

Anonim

Pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Stanford identificaram dois aglomerados adjacentes de células nervosas no cérebro de ratos cujos níveis de ativação ao avistar uma ameaça visual significam a diferença entre uma resposta tímida e uma resposta ousada ou mesmo feroz.

Localizados bem no centro do cérebro, esses grupos, ou núcleos, enviam sinais para uma área diferente do cérebro, desencadeando comportamentos opostos diante de uma ameaça visual. Ao alterar seletivamente os níveis de ativação dos dois núcleos, os investigadores podiam descartar os ratos para congelar ou se esconder em um espaço oculto, ou para ficar agressivamente em pé, quando abordados por um predador simulado.

O cérebro das pessoas provavelmente possui circuitos equivalentes, disse Andrew Huberman, PhD, professor associado de neurobiologia e oftalmologia. Assim, encontrar maneiras de alternar de forma não invasiva o equilíbrio entre as forças de sinalização dos dois núcleos antes ou no meio de situações que as pessoas percebem como ameaçadoras pode ajudar pessoas com ansiedade excessiva, fobias ou transtorno de estresse pós-traumático a levar a mais normal vidas.

"Isso abre as portas para o futuro trabalho sobre como nos deslocar da paralisia e do medo para sermos capazes de enfrentar desafios de maneiras que tornam nossas vidas melhores", disse Huberman, o autor sênior de um artigo descrevendo os resultados experimentais. Ele será publicado on-line em 2 de maio na Nature . A pós-graduanda Lindsey Salay é a principal autora.

Perigosa vida de um rato

Há muitas ameaças reais no mundo de um rato, e os roedores evoluíram para lidar com essas ameaças da melhor maneira possível. Por exemplo, eles estão com medo de predadores aéreos, como um falcão ou uma coruja voando sobre eles. Quando um rato em um campo aberto percebe uma sobrecarga de raptor, ele deve tomar uma decisão em frações de segundo para congelar, dificultando a detecção do predador; mergulhe em um abrigo, se houver algum disponível; ou corra por sua vida.

Para aprender como a atividade cerebral muda em face de uma ameaça visual, Salay simulou a abordagem de um predador usando um cenário inventado há alguns anos pela neurobióloga Melis Yilmaz Balban, PhD, agora pesquisadora de pós-doutorado no laboratório de Huberman. Envolve uma câmara do tamanho de um tanque de 20 litros, com uma tela de vídeo cobrindo a maior parte do teto. Essa tela suspensa pode exibir um disco preto em expansão, simulando a abordagem aérea de uma ave de rapina.

Procurando por regiões do cérebro que eram mais ativas em camundongos expostos a esse "predador iminente" do que em camundongos não expostos, Salay identificou uma estrutura chamada tálamo da linha média ventral ou vMT.

Salay mapeou as entradas e saídas do vMT e descobriu que ele recebe sinais sensoriais e entradas de regiões do cérebro que registram estados cerebrais internos, como os níveis de excitação. Mas, em contraste com os amplos insumos recebidos pelo vMT, seus pontos de destino de saída eram notavelmente seletivos. Os cientistas traçaram esses resultados para dois destinos principais: a amígdala basolateral e o córtex pré-frontal medial. Trabalhos anteriores ligaram a amígdala ao processamento de detecção de ameaças e medo, e o córtex pré-frontal medial está associado a funções executivas de alto nível e ansiedade.

Investigações posteriores revelaram que o trato nervoso que leva à amígdala basolateral emana de um aglomerado de células nervosas na vMT, chamado núcleo xifóide. O trato que leva ao córtex pré-frontal medial, os pesquisadores aprenderam, vem de um aglomerado chamado núcleo reunido, que envolve o núcleo xifóide.

Em seguida, os pesquisadores modificaram seletivamente conjuntos específicos de células nervosas no cérebro de camundongos para que pudessem estimular ou inibir a sinalização nesses dois tratos nervosos. A atividade exclusivamente xifóide estimulante aumentou significativamente a propensão dos ratos a congelar no lugar na presença de um predador aéreo percebido. A atividade exclusivamente estimulante no trato, que vai do núcleo reuniens ao córtex pré-frontal medial em camundongos expostos ao estímulo predador, aumentou radicalmente uma resposta raramente vista em condições semelhantes na natureza ou em experimentos prévios em campo aberto:, ao ar livre, e sacudiu a cauda, ​​uma ação normalmente associada à agressão na espécie.

Esse comportamento "corajoso" era inconfundível e alto, disse Huberman. "Você pode ouvir suas caudas batendo contra o lado da câmara. É o equivalente do mouse bater e bater no seu peito e dizer: 'Ok, vamos brigar!'" Os ratos nos quais o núcleo reuniens foi estimulado também correram mais no área aberta da câmara, ao contrário de simplesmente correr em direção a esconderijos. Mas não foi porque o estímulo do núcleo reuniu as formigas em suas calças; na ausência de um predador iminente simulado, os mesmos ratos apenas relaxaram.

Em outro experimento, os pesquisadores mostraram que estimular o núcleo dos ratos por 30 segundos antes de exibir o "predador iminente" induziu o mesmo aumento na cauda e correria na parte desprotegida da câmara, assim como a estimulação de vMT executada simultaneamente com a tela. Isso sugere, disse Huberman, que as células nervosas estimulantes, que vão desde as reuniões do núcleo até o córtex pré-frontal, induzem uma mudança no estado interno do cérebro, predispondo os camundongos a agir com mais ousadia.

Outro experimento identificou a provável natureza dessa mudança no estado interno: excitação do sistema nervoso autônomo, que desencadeia a resposta de luta, fuga ou congelamento. Estimular a vMT como um todo ou apenas o núcleo reuniens aumentou o diâmetro da pupila do camundongo - um bom substituto da excitação autônoma.

Em repetidas exposições à maquete do predador iminente, os ratos se acostumaram. Seu disparo espontâneo de vMT diminuiu, assim como suas respostas comportamentais. Isso se correlaciona com os baixos níveis de alerta autonômico.

Cérebros humanos abrigam uma estrutura equivalente à vMT, disse Huberman. Ele especulou que em pessoas com fobias, ansiedade constante ou TEPT, circuitos com mau funcionamento ou episódios traumáticos podem impedir que a sinalização de vMT caia com a exposição repetida a uma situação indutora de estresse. Em outros experimentos, seu grupo está agora explorando a eficácia de técnicas, como respiração profunda e relaxamento da fixação visual, no ajuste dos estados de excitação das pessoas que sofrem desses problemas. O pensamento é que a redução da sinalização de vMT em tais indivíduos, ou a alteração do equilíbrio da força de sinalização de seus equivalentes humanos do núcleo xifóide e do núcleo reunido, pode aumentar sua flexibilidade no enfrentamento do estresse.