Mysz polna jest organizmem modelowym, który dostarcza wielu bezcennych wskazówek dotyczących mechanizmów chorób takich jak nowotwory, cukrzyca, a nawet COVID-19. Badania na tym modelu zwierzęcym są prowadzone w laboratoriach naukowych całego świata. Lecz jeśli chodzi o zaburzenia pracy umysłu takie jak schizofrenia bądź halucynacje, mysz do tej pory nie była zbyt często wykorzystywana. Naukowcy uznali jej umysł za zbyt różny od ludzkiego, a zatem z założenia wykluczyli jego użyteczność w badaniu zaburzeń psychicznych. Jednak wyniki nowego badania, przeprowadzonego na Uniwersytecie Medycznym w St. Louis i opublikowanego w prestiżowym czasopiśmie “Science”, przeczą temu założeniu. Mianowicie pokazują istotne analogie między funkcjonowaniem umysłu człowieka i myszy – oraz między jego zaburzeniami. Dzięki temu możliwe staje się badanie neuronalnych mechanizmów powstawania halucynacji w modelu zwierzęcym, a także znalezienie skutecznej terapii schizofrenii, której głównym objawem są epizody psychotyczne. Termin ten określa zdarzenie, w którym osoba traci kontakt z rzeczywistością. W jego trakcie może doświadczać złudzeń, czyli fałszywych przekonań o przebiegu zdarzeń bądź wyglądzie obiektu. Może dojść również do halucynacji – czyli do spostrzeżenia zupełnie nieistniejącego obiektu lub osoby.

Aby zbadać jak dochodzi do halucynacji, Adam Kepecs, profesor neuronauki i psychiatrii na Uniwersytecie Medycznym w St. Louis oraz autor badania, zaprojektował specjalną grę komputerową. Sam fakt, że mogli grać w nią zarówno ludzie, jak i myszy, sprawia, że jest dość niezwykła. Samo zadanie było względnie proste: w każdej rundzie pojawiał się pewien dźwięk, a gracz wskazywał, czy go słyszał. Człowiek robił to naciskając guzik, a mysz – uderzając nosem w konkretny obszar klatki. Rejestracja dźwięku była utrudniona obecnością hałasu w tle. Osoby biorące udział w badaniu oceniały, na ile są pewne, że dokładnie zidentyfikowały prawdziwy dźwięk, przesuwając suwak na skali. Natomiast pewność myszy była oceniania na podstawie tego, jak długo czekały na nagrodę. Kiedy uczestnik z przekonaniem informował, że słyszał dźwięk, który w rzeczywistości nie został odtworzony, naukowcy uznawali to zdarzenie za podobne do halucynacji.

To zadanie aktywowało takie same obwody neuronalne, co spontaniczne halucynacje. Wskazały na to wyniki badania kwestionariuszowego mierzącego objawy psychiatryczne w zdrowej populacji. Otóż ludzie, którzy w trakcie gry doświadczali więcej złudzeń, mieli podobne tendencje w codziennym życiu – choć każdy z uczestników cieszył się pełnym zdrowiem psychicznym. Aby potwierdzić skuteczność gry w pomiarze halucynacji, naukowcy przeprowadzili kolejny test, który sprawdził czy oczekiwania myszy modyfikują prawdopodobieństwo wystąpienia halucynacji. Wyniki poprzednich badań wykazały, że u ludzi przekonania wpływają na częstotliwość doświadczenia omamów. Innymi słowy, oczekiwanie usłyszenia jakiegoś słowa zwiększa prawdopodobieństwo, że ludzie faktycznie zgłoszą jego usłyszenie – nawet jeśli nie zostało wypowiedziane. Czy u myszy występuje podobna tendencja? Aby to zbadać, naukowcy najpierw wpłynęli na ich oczekiwania, modyfikując liczbę powtórzeń odtwarzania tego samego dźwięku. W efekcie myszy częściej wskazywały na usłyszenie go – także w tych rundach, w których dźwięku nie było. Ten wynik wskazał na kolejną analogię w funkcjonowaniu mysich i ludzkich umysłów.

“Zrozumienie ludzkiej mowy jest bardzo trudne w głośnym otoczeniu. Wymaga integracji naszej wcześniejszej znajomości języka z tym, co słyszymy w danej chwili. Łatwo sobie wyobrazić, że gdy ten system ulega zaburzeniu, niespodziewanie zaczynamy słyszeć nieistniejące dźwięki” – opowiada Kepecs.

Dobrym narzędziem do kontrolowanego indukowania halucynacji jest ketamina. U zdrowych ludzi wzbudza ona bowiem zakłócenia percepcji wzrokowej i słuchowej, a w większych dawkach może wywołać epizody psychotyczne. Aby lepiej zrozumieć podobieństwa między ludzkim a mysim umysłem, naukowcy sprawdzili, czy ketamina może wywołać halucynacje również u gryzoni. Wyniki ujawniły, że myszy które otrzymały tę substancję przed wykonaniem zadania częściej doświadczały złudzeń niż te, które grały “na trzeźwo”.

Ustaliwszy istnienie tych istotnych podobieństw pomiędzy gatunkami, naukowcy przeszli do badania biologicznych korzeni zjawiska halucynacji. Dzięki wykorzystaniu mysiego modelu mogli użyć całego arsenału technologii umożliwiających monitorowanie i kontrolowanie obwodów neuronalnych by zrozumieć, co dzieje się w mózgu podczas halucynacji. Badając gryzonie, naukowcy dostrzegli, że tuż przed doświadczeniem złudzenia następuje wzrost poziomu dopaminy. Kiedy zaś sztucznie podnosili ilość tego neuroprzekaźnika, myszy raportowały słyszenie nieistniejącego dźwięku. To zachowanie mogło być jednak zablokowane poprzez podanie leku antypsychotycznego – haloperidolu – który blokuje aktywność dopaminy. Choć ten neurotransmitter od dawna był podejrzewany o udział w produkowaniu halucynacji, jego dokładna rola została poznana dopiero dzięki temu badaniu.

“Wygląda na to, że w mózgu istnieje sieć odpowiedzialna za porównywanie zgromadzonej wiedzy oraz napływających faktów. Nasze wyniki wskazują, że im wyższy jest wyjściowy poziom dopaminy, tym bardziej równowaga przechyla się na stronę oczekiwań” – podsumowuje Kepecs.

 

 

NK

Bibliografia:
Schmack K. et al. Striatal dopamine mediates hallucination-like perception in mice. Science, 2021

Dodaj komentarz