Frontiers in Neuroscience (Čeština)

Implantabilních prostředků v mozku může obnovit funkční připojení v nervové obvody narušena ve velké deprese, obsedantně-kompulzivní poruchy a dalších psychiatrických poruch. Nejčastěji používané zařízení tohoto typu je hluboká mozková stimulace (DBS) (Benabid, 2007; Lozano a Lipsman, 2013) Další neurální implantáty mohou obnovit nebo zlepšit určité neurální funkcí ztracených nebo znehodnocených prostřednictvím traumatické poranění mozku, infekce, nebo jiné urážky do mozku., Jedním z příkladů je hippocampální protéza (Berger et al., 2011; Hampson et al., 2013). Jedná se o komplexní řadu elektrod implantovaných v regionu, včetně propojení hipokampu a entorinální kůry. I když je stále ještě v experimentální fázi, hipokampu protézy může obnovit schopnost kódovat nové vzpomínky pro lidi s poškozením v této oblasti mozku.

Místo toho, umožňující tvorbu nových vzpomínek, může zařízení implantované v mozku vymazat vzpomínky, které byly kódovány, konsolidované, a reconsolidated?, DBS může modulovat dysfunkční obvody zprostředkovávající senzorimotorické, kognitivní a emoční zpracování. Teoreticky by tato nebo podobná stimulační technika mohla selektivně vymazat patologickou paměť strachu inaktivací neuronů a excitačních synapsí tvořících paměťovou stopu. To by mohlo narušit rekonsolidaci paměti uložené jako informace v mozku. Vymazání strachu vzpomínky identifikován jako zdroj úzkosti, paniky, fobie a posttraumatické stresové poruchy (PTSD) může být účinná léčba, při které nereagují na jiné druhy léčby (Pitman, 2015).,

neurovědci mohou pomocí PET nebo fMRI měřit změny v nervové aktivitě a synaptické konektivitě po manipulaci s neuronovými obvody spojenými s různými paměťovými systémy. Neuroimaging by mohl potvrdit vymazání stopy paměti založené na těchto změnách. Hypoteticky, elektrická stimulace z implantabilního zařízení, jako je DBS by mohla snížit aktivitu neuronů, které tvoří emocionálně nabité paměťové stopy hlubších podmíněné reakce na averzivní podněty a povolit s výhradou odnaučit patologické chování., U psychiatrických poruch, které jsem zmínil, zůstává emoční reprezentace nebo stopa paměti rušivé nebo traumatizující události zakotvena v mozku nad jakoukoli krátkodobou adaptivní funkcí. To narušuje paměťovou síť regulující strach a vede k patologickému myšlení a chování (Parsons and Ressler, 2013). Úzkost, panika, fobie a PTSD jsou poruchy obsahu paměti spojené s emoční reprezentací paměti. Ty se liší od různých forem amnézie, což je porucha kapacity paměti (Kopelman, 2002)., Problémem není neschopnost vytvářet vzpomínky, ale neschopnost je uhasit.

zdrojem těchto poruch je hyperaktivita v bazolaterální amygdale sítě paměti strachu. K tomu dochází, když negativní emoční paměť strašný zážitek nebo řada takových zážitků tvoří a upevňuje v mozku prostřednictvím procesu konsolidace a utužení., Jedna teorie strachu konsolidaci paměti po traumatickém zážitku je to, že paměť vloží v amygdale z uvolnění noradrenalinu v reakci na téma stres reakce na zkušenosti. Paměť se stává pevněji zakotvena v této oblasti mozku z chování, ve kterém se subjekt učí propojit averzivní stimul s podmíněným podnětem. Vzpomínky musí být neustále aktualizovány, aby zůstaly uloženy v mozku. Aktualizace vzpomínek spočívá v jejich přehodnocení po vyhledání., Tento proces slouží adaptivnímu účelu tím, že umožňuje subjektu poskytovat informace v mozku relevantní pro současné a budoucí okolnosti (Nader et al., 2000; Nader a Einarsson, 2010). Jedním z cílů výzkumu paměti je interferovat s rekonsolidací během nebo bezprostředně po načtení, aby se oslabila nebo vymazala traumatická paměťová stopa. Vzpomínky jsou labilní a náchylné ke změně v této době. Psychiatr Roger Pitman vysvětluje, jak by k tomuto procesu došlo: „aby byla rekonsolidační blokáda nebo aktualizace úspěšná, jsou nutné dva kroky., Za prvé, problematická paměť musí být destabilizována. Za druhé, musí být zabráněno jeho opětovné stabilizaci (rekonsolidaci) nebo změněno (Aktualizováno)“ (Pitman, 2011, s. 2, 2015). Farmakologická intervence je jedním ze způsobů, jak narušit rekonsolidaci. V několika studiích, beta-adrenergních receptorů propranololem oslabené emocionálně nabitý obsah traumatické paměti v počtu subjektů (Pitman et al., 2002; Kindt et al., 2009; Soeter and Kindt, 2015)., Pokud však lék oslabuje, ale nevymaže emocionální reprezentaci paměti, některé podněty by mohly reaktivovat jeho emocionálně nabitý obsah. To by mohlo znovu zavést psychopatologii.

jiným a potenciálně účinnějším způsobem blokování rekonsolidace by bylo vymýcení emoční reprezentace paměti. V zásadě by některé léky mohly blokovat rekonstidaci paměti strachu blokováním syntézy bílkovin v bazolaterální amygdale, kde byla umístěna paměťová stopa., Během načítání, infuze protein, inhibitor syntézy jako anisomycin v této oblasti mozku může narušit utužení a účinně vymazat paměťovou stopu (Schactere a Loftus, 2013). Tento nebo podobný působící lék by také v rozporu s dlouhodobou potenciaci (LTP) a transkripční faktor cyklický-response element-binding protein (CREB), které regulují syntézu bílkovin v tvorbě a uchování vzpomínek., Pokud by byly účinné, tyto procesy by vyloučit možnost opakování zvýšená emocionální reakce na podněty spojené s paměťovou stopu, protože tam by již být nějaké stopy v mozku (Agren et al., 2012).

hlavním problémem farmakologického vymazání paměti je selektivita tohoto zásahu. Mnoho vzpomínek na strašlivé zážitky je přizpůsobivé a kritické k přežití, protože nám umožňují rozpoznat a adekvátně reagovat na ohrožující situace. Ne všechny strach vzpomínky jsou patologické nebo maladaptivní., Protože distribuované a non-diskriminační účinky psychotropních léků, lék určený k vymazání stopy může mít nezamýšlené rozšiřující účinky a narušit normální funkce strachu paměti systému. Lék infuzovaný v mozku by mohl změnit cílená i necílená jádra v limbickém systému a změnit normální emoční zpracování. To by mohlo zavést novou psychopatologii.

cílenější působení hluboké mozkové elektrické stimulace neuronů a synapsí uvnitř paměťové stopy by mohlo být schopno překonat problém selektivity., Přímá stimulace těchto složek stopy při kritické frekvenci by mohla neutralizovat účinky syntézy LTP, CREB a bílkovin na perzistenci paměti. Mohlo by to odstranit všechny překážky destabilizace a odstranění paměti jako uložené informace v mozku. Kromě toho, tím, že právě cílení na neurony v rámci stopy, elektrická stimulace může snížit riziko rozšíření účinků na adaptivní strach, vzpomínky a pozitivní emocionální vzpomínky., V kombinaci s jeho neuromodulating akce, schopnost DBS sonda obvody a uzly v rámci těchto okruhů by umožnila vyšetřovatelé sledovat jeho účinky na kritické neuronů a synapsí (Lozano a Lipsman, 2013). To by mohlo zabránit nepříznivým rozšiřujícím se účinkům na neurony a synapse nesouvisející s problematickou pamětí. Elektrická stimulace hlubokého mozku s nižší frekvencí může být omezena pouze zmírněním emočního obsahu stopy paměti. Výsledek stimulace by byl podobný výsledku propranololu, protože by tento obsah neodstranil., Vyšší frekvence stimulace by mohla selektivně inaktivují neuronů a synapsí v bazolaterální amygdala identifikován jako loci patologický strach paměťové stopy, narušit utužení paměti a vymazat ho. Na rozdíl od termoelektrické a radiofrekvenční nervové ablace by elektrická stimulace mohla vymazat stopu bez zničení mozkové tkáně.

problém selektivity je problém s lokalizací. Hlavní otázkou je, zda by určitá maladaptivní paměť strachu byla dostatečně lokalizována, aby ji DBS vymazala a zároveň nechala adaptivní vzpomínky na strach neporušené., Jedna hypotéza, která by mohla podpořit myšlenku selektivně mazání maladaptivní strach paměti je, že funkční zobrazování může odhalit vyšší úrovně aktivace v jádrech spojené s pamětí, kdy subjekt byl požádán, aby vzpomenout na traumatický zážitek jako zdroj (Pitman et al., 2002; Pitman, 2015). DBS by se mohla zaměřit na tato jádra pro inaktivaci a vymazání.

i když zobrazování ukázalo lokalizovanou metabolickou nadměrnou aktivitu v jádrech spojených s pamětí, existují otázky, zda by ji DBS mohla inaktivovat., Ačkoli mnoho studií potvrdilo neuromodulační účinky DBS, mechanismy působení této techniky nejsou dobře pochopeny. DBS zvýšený metabolismus glukózy v entorinální kůra skupiny pacientů s epilepsií a lepší učení a prostorovou paměť (Sulthana et al., 2012; Fell et al., 2013). Podobně zvýšení metabolismu ve fornixu s DBS může být způsob, jak zvýšit paměť u mírné Alzheimerovy choroby (Lozano et al., 2016). Cílem použití DBS ke zvýšení určitých typů paměti v těchto studiích je na rozdíl od cíle použití DBS k vymazání jiných typů paměti., Zvýšení paměti by vyžadovalo aktivaci metabolicky nedostatečně aktivních jader spojených se syntézou LTP, CREB a proteinů. Vymazání paměti by vyžadovalo inhibici metabolicky nadměrně aktivních jader spojených s těmito stejnými procesy. Druhý mechanismus by byl v některých ohledech podobný modulačním účinkům vysokofrekvenčních DBS na metabolicky hyperaktivní obvody v depresi odolné vůči léčbě (Mayberg et al., 2005). Jeden významný rozdíl mezi DBS pro depresi a DBS pro vymazání paměti je však v tom, že cíl ve druhém případě by byl diskrétnější., Zda DBS lepší paměť nebo vymazat, to bude záviset na frekvenci elektrického proudu doručena do cílového jádra a jeho vliv na neurony, které tvoří paměťové stopy.

přestože přímá stimulace hipokampu a mediálních temporálních laloků může narušit epizodickou paměť (Merkow et al., 2017), není jasné, zda by stimulace měla stejné účinky při inaktivaci paměti strachu. Protože to je hypotetická a zahrnuje mnoho otevřených neurofyziologické otázky, musí být náležitě obezřetný v to, že DBS jako technika selektivní výmaz paměti., Přesto s pokrokem v úrovni přesnosti je v zásadě možné, že by to v blízké budoucnosti mohlo být nové použití DBS.

Předpokládejme, že vyšetřovatelé by mohli používat elektrické stimulace z přístroje implantované v mozku vymazat nejen patologický strach, vzpomínky, ale také méně emocionálně nabité vzpomínky znepokojivé zkušenosti. Pokud byla emoční reprezentace některých z těchto vzpomínek lokalizována v diskrétních limbických jádrech, kritické neurony a excitační synapse mohly být inaktivovány a paměťová stopa vymazána DBS, mělo by to být?,

zapamatování si chybných rozhodnutí a akcí může pronásledovat jeden po celá léta a učinit jeden nerozhodný při výběru mezi alternativními způsoby jednání v současnosti a budoucnosti. Vzpomínky na tyto chyby a více emocionálně rušivých zkušeností jsou však nezbytné pro rozvoj charakteru a morální růst. Podporují tento vývoj a růst tím, že umožňují morální emoce lítosti a lítosti. Umožňují nám také přemýšlet o našich motivačních státech při vytváření a provádění akčních plánů, které podporují obezřetnost a morální citlivost vůči ostatním., Znepokojivé vzpomínky mohou poskytnout omezení v rozhodování, která jsou nezbytná pro efektivní racionální a morální agenturu. Vymazání několika rušivých vzpomínek nemusí podkopat nebo bránit rozvoji a výkonu těchto kapacit. Vymazání širšího souboru vzpomínek by však mohlo oslabit agenturu a mít škodlivé účinky na chování člověka. Mentální schopnost integrovat pozitivní i negativní epizodické vzpomínky do sjednocené autobiografie také umožňuje, aby z nich vznikl význam., Odstranění více než kritického počtu vzpomínek by mohlo narušit psychologickou propojenost a kontinuitu, která tvoří osobní identitu, zkušenost přetrvávání času jako stejná osoba (Parfit, 1984; Tulving, 2002). Epizodické a emocionální vzpomínky jsou rozhodující pro agenturu a identitu. Není známo, zda a jak odstranění některých z těchto vzpomínek může ovlivnit tyto dva základní aspekty lidské zkušenosti a způsobit škodu.

výzkum manipulace s obsahem paměti byl omezen na zvířecí modely., Psychiatričtí vědci budou muset řešit mnoho teoretických a technických výzev při přechodu ze zvířecích studií na první v lidských studiích. Funkční neuroimaging bude rozhodující při identifikaci změn mozkové aktivity korelující s oslabenou nebo vymazanou stopou paměti na neuronální a synaptické úrovni. Nejdůležitější otázkou je, zda mohou být kritické neurony změněny na lokalizované, diskrétní úrovni. Myšlenka vymazání konkrétní patologické paměti strachu pomocí DBS nebo podobných implantovatelných elektrických stimulačních zařízení je stále spekulativní., Přesto by se mohl stát způsobem léčby toho, co jsou v současné době psychiatrické poruchy paměti odolné vůči léčbě.

autorské příspěvky

autor potvrzuje, že je jediným přispěvatelem této práce a schválil ji k publikaci.

Prohlášení o střetu zájmů

autor prohlašuje, že výzkum byl proveden bez jakýchkoli obchodních nebo finančních vztahů, které by mohly být chápány jako potenciální střet zájmů.