Japońscy naukowcy odkryli rejony mózgu, w których działanie serotoniny, neuroprzekaźnika nazywanego często hormonem szczęścia, sprzyja... cierpliwości. Myszy, u których obserwowano w tym rejonie podniesiony poziom tego hormonu były gotowe dłużej czekać na jedzenie. Badacze z Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) piszą o tym w najnowszym numerze czasopisma "Science Advances".
Choć wszyscy doskonale znamy sytuacje, w których brakuje nam cierpliwości i choć generalnie zdajemy sobie sprawę z tego, że cierpliwość ma korzystne znaczenie dla naszych działań, wiedza na temat mechanizmów, które nią rządzą była do tej pory bardzo uboga.
Para autorów najnowszej pracy, dr Katsuhiko Miyazaki i dr Kayoko Miyazaki z OIST, przed dwoma laty wykazała, że pod wpływem serotoniny myszy potrafią być cierpliwe. Teraz po raz pierwszy wskazała rejony mózgu, które pod wpływem tego hormonu mogą o naszej zdolności do czekania decydować.
Serotonina jest jednym z najlepiej znanych i najsłynniejszych hormonów wpływających na nasze zachowania, pośredniczącą w procesach kontroli nastroju, apetytu, czy cykli snu i czuwania - mówi dr Katsuhiko Miyazaki. Nasze badania pokazały, że wydzielanie tego neuroprzekaźnika ma też wpływ na to jak cierpliwie myszy czekają na nagrodę w postaci przekąski. - dodaje Katsuhiko Miyazaki.
Badania prowadzono z pomocą nowoczesnej i dogodnej techniki zwanej optogenetyką, w której do pobudzania konkretnych grup neuronów wykorzystuje się światło podawane z pomocą wszczepionych do mózgu światłowodów. Autorzy pracy korzystali z genetycznie modyfikowanych myszy, których neurony wydzielające serotoninę zawierały światłoczułe białko. Dzięki temu, z pomocą światła można było w konkretnych momentach pobudzać te neurony do działania.
Eksperyment wykazał, że stymulowanie światłem konkretnych, wydzielających serotoninę neuronów zwiększało średni czas, jaki myszy były skłonne czekać na przysmak. Efekt był najsilniejszy w sytuacji, kiedy prawdopodobieństwo otrzymania nagrody było wysokie, nie wiadomo było tylko, kiedy się pojawi.
By efekt działania serotoniny był widoczny i korzystnie wpływał na cierpliwość, myszy musiały być przekonane, że nagroda w końcu się pojawi, choć nie wiadomo kiedy - dodaje dr Miyazaki.
Badacze skoncentrowali się na trzech rejonach mózgu, które mają udział w kontroli impulsywnych zachowań: jądrze półleżącym, korze okołooczodołowej i korze przyśrodkowej przedczołowej.
Wszystkie te rejony mają bezpośrednie połączenie z jądrem grzbietowym szwu, które jest rodzajem centrum sterującego wydzielaniem serotoniny. Zachowania impulsywne są powiązane z cierpliwością, a im mniej cierpliwości okazujemy, tym jesteśmy bardziej impulsywni - tłumaczy współautorka pracy.
Szereg eksperymentów, w których naukowcy pobudzali światłoczułe neurony w jądrze grzbietowym szwu oraz jednym z trzech wskazanych rejonów pokazały, że wydzielanie serotoniny w obrębie jądra półleżącego nie wpływało na czas przez jaki myszy były skłonne czekać na nagrodę. Wyraźne efekty pojawiły się natomiast przy pobudzaniu w rejonach kory okołooczodołowej i kory przyśrodkowej przedczołowej. Co ciekawe, dokładny scenariusz, w jakich sytuacjach rejony te miały kluczowe znaczenie był nieco inny, co pokazuje, że rejony te sterują cierpliwością w nieco odmienny sposób.
Nasze wyniki pokazały, że te dwa rejony mózgu obliczają prawdopodobieństwo otrzymania nagrody niezależnie od siebie i dopiero kombinacja ich wskazań decyduje o tym, jak długo mysz zdecyduje się czekać. To taki uzupełniający się system, który pozwala zwierzętom na elastyczne reagowanie w zmieniających się okolicznościach - tłumaczy dr Miyazaki.
Poszerzanie wiedzy na temat działania serotoniny w różnych rejonach mózgu ma istotne znaczenie w sytuacji, w której istota działania części popularnych leków przeciwdepresyjnych, choćby Prozaca, polega na podniesieniu poziomu tego neuroprzekaźnika.
Japończycy zapowiadają, że zamierzają kontynuować prace wykorzystując mysie modele depresji. Być może uda się dostrzec jakieś prawidłowości, które pozwolą na bardziej lokalnie celowane terapie, ograniczające się do pewnych rejonów, nie obejmujące całego mózgu.