Frontiers in Neuroscience (Magyar)

Beültethető eszközök az agy képes helyreállítani a funkcionális kapcsolatok a neurális áramkör megszakad, a major depresszió, a rögeszmés-kényszeres betegség, illetve egyéb pszichiátriai betegségek. Az ilyen típusú leggyakrabban használt eszköz a mély agyi stimuláció (DBS) (Benabid, 2007; Lozano and Lipsman, 2013) más neurális implantátumok visszaállíthatnak vagy javíthatnak bizonyos idegi funkciókat, amelyek elvesztek vagy károsodtak traumás agyi sérülés, fertőzés vagy más agyi sértések révén., Az egyik példa egy hippokampális protézis (Berger et al., 2011; Hampson et al., 2013). Ez egy összetett elektróda-tömb, amely a hippokampusz és az entorhinalis kéreg közötti kapcsolatot foglalja magában. Bár még mindig a kísérleti szakaszban van, a hippokampusz protézis visszaállíthatja az új emlékek kódolásának képességét az agyi régióban sérült emberek számára.

ahelyett, hogy lehetővé tenné az új emlékek kialakulását, az agyba beültetett eszköz törölheti a kódolt, konszolidált és újragondolt emlékeket?, A DBS modulálhatja a szenzomotort, a kognitív és az érzelmi feldolgozást közvetítő diszfunkcionális áramköröket. Elméletileg ez vagy egy hasonló stimuláló technika szelektíven törölheti a kóros félelemmemóriát azáltal, hogy inaktiválja a neuronokat és a memória nyomát alkotó izgató szinapszisokat. Ez megzavarhatja az agyban információként tárolt memória feloldását. A szorongás, a pánik, a fóbia és a poszttraumás stressz rendellenesség (PTSD) forrásaként azonosított félelem emlékeinek törlése hatékony terápia lehet, ha nem reagálnak más kezelésekre (Pitman, 2015).,

az idegtudósok a PET-t vagy az fMRI-t használhatják a neurális aktivitás és a szinaptikus kapcsolat változásainak mérésére a különböző memóriarendszerekhez kapcsolódó neurális áramkörök manipulálása után. A Neuroimaging megerősítheti a memória nyomának törlését ezen változások alapján. Hipotetikusan, elektromos stimuláció egy beültethető eszköz, mint a DBS csökkentheti az aktivitást neuronok alkotó érzelmileg töltött memória nyoma mögöttes kondicionált válaszok aversív ingerek, és lehetővé teszi, hogy egy alany unlearn kóros viselkedés., Az általam említett pszichiátriai rendellenességekben a zavaró vagy traumatizáló esemény emlékének érzelmi ábrázolása vagy nyomon követése az agyban marad a rövid távú adaptív funkción túl. Ez megzavarja a félelmet szabályozó memóriahálózatot, ami kóros gondolkodást és viselkedést eredményez (Parsons and Ressler, 2013). A szorongás, a pánik, a fóbia és a PTSD a memória érzelmi reprezentációjához kapcsolódó memóriatartalom zavarai. Ezek különböznek az amnézia különböző formáitól, ami a memória kapacitásának rendellenessége (Kopelman, 2002)., A probléma nem az emlékek képtelensége, hanem az, hogy nem tudják eloltani őket.

ezeknek a rendellenességeknek a forrása a hiperaktivitás a fear memory network bazolaterális amygdalában. Ez akkor fordul elő, amikor egy félelmetes élmény negatív érzelmi emléke vagy egy sor ilyen tapasztalat alakul ki és megszilárdul az agyban a konszolidáció és a feloldás folyamata révén., Az egyik elmélet a félelem memória konszolidáció után traumatikus tapasztalat, hogy a memória beágyazódik az amygdala felszabadulása noradrenalin válaszul az alany stressz reakció a tapasztalat. A memória szilárdabban beágyazódik ebbe az agyi régióba olyan viselkedésből, amelyben az alany megtanulja összekapcsolni az averzív ingert egy kondicionált ingerrel. Az emlékeket folyamatosan frissíteni kell, hogy az agyban tárolódjanak. Az emlékek frissítése a visszakeresés után történő újragondolásból áll., Ez a folyamat adaptív célt szolgál azáltal, hogy lehetővé teszi az alany számára, hogy az agyban lévő információkat a jelenlegi és jövőbeli körülményekhez igazítsa (Nader et al., 2000; Nader és Einarsson, 2010). A memóriakutatás egyik célja, hogy zavarja a rekonstruálást a visszakeresés során vagy közvetlenül utána, hogy gyengítse vagy törölje a traumás memória nyomát. Az emlékek labilisak és érzékenyek a változásra. Roger Pitman pszichiáter elmagyarázza, hogyan fordul elő ez a folyamat: “a blokád feloldásához vagy frissítéséhez, hogy sikeres legyen, két lépésre van szükség., Először is, a problémás memóriát destabilizálni kell. Másodszor, újra stabilizálását (feloldását) meg kell akadályozni vagy módosítani kell (frissítve)” (Pitman, 2011, 2. O., 2015). A farmakológiai beavatkozás a feloldódás megzavarásának egyik módja. Számos vizsgálatban a béta-adrenerg receptor antagonista propranolol számos alanyban (Pitman et al., 2002; Kindt et al., 2009; Soeter and Kindt, 2015)., Mégis, ha a gyógyszer gyengül, de nem törli a memória érzelmi ábrázolását, bizonyos ingerek újra aktiválhatják érzelmileg töltött tartalmát. Ez újra bevezetheti a pszichopatológiát.

a feloldás blokkolásának más és potenciálisan hatékonyabb módja az emlékezet érzelmi ábrázolásának felszámolása lenne. Elvileg bizonyos gyógyszerek blokkolhatják a félelemmemória feloldását azáltal, hogy blokkolják a fehérjeszintézist a bazolaterális amygdalában, ahol a memória nyom található., A visszanyerés során egy fehérjeszintézis inhibitor, például az anizomicin infúziója ebben az agyi régióban megzavarhatja a feloldódást és hatékonyan törölheti a memória nyomát (Schacter and Loftus, 2013). Ez vagy egy hasonló hatású gyógyszer szintén zavarná a hosszú távú potenciálást (LTP) és a transzkripciós faktor ciklikus-válasz elem-kötő fehérjét (CREB), amely szabályozza a fehérjeszintézist az emlékek kialakulásában és megtartásában., Ha hatékonyak lennének, ezek a folyamatok kizárnák annak lehetőségét, hogy megismételjék a memória nyomához kapcsolódó ingerekre gyakorolt fokozott érzelmi reakciót, mivel az agyban már nem lenne nyom (Agren et al., 2012).

a memória farmakológiai törlésének egyik fő kihívása ennek a beavatkozásnak a szelektivitása. A félelmetes élmények sok emléke alkalmazkodó és kritikus a túléléshez, mert lehetővé teszik számunkra, hogy felismerjük és megfelelően reagáljunk a fenyegető helyzetekre. Nem minden félelem emléke kóros vagy rosszindulatú., A pszichotróp gyógyszerek elosztott és megkülönböztetésmentes hatásai miatt a nyomok eltüntetésére szánt gyógyszer nem szándékolt módon bővülő hatást fejthet ki, és ronthatja a félelemmemória rendszer normális működését. Az agyban infundált gyógyszer megváltoztathatja mind a célzott, mind a nem célzott magokat a limbikus rendszerben, és megváltoztathatja a normál érzelmi feldolgozást. Ez új pszichopatológiát vezethet be.

a memória nyomában lévő neuronok és szinapszisok mély agyi elektromos stimulációjának fókuszáltabb hatása képes lehet leküzdeni a szelektivitás problémáját., A nyomelem ezen összetevőinek közvetlen stimulálása a kritikus frekvencián semlegesítheti az LTP, a CREB és a fehérjeszintézis hatását a memória tartósságára. Ez eltávolíthat minden akadályt a destabilizálás és eltávolítása a memória tárolt információkat az agyban. Ráadásul a nyomokban lévő neuronok pontos célzásával az elektromos stimuláció csökkentheti annak kockázatát, hogy az adaptív félelememlékekre és a pozitív érzelmi emlékekre is kihat., Neuromoduláló hatásával kombinálva a DBS azon képessége, hogy ezen áramkörök áramköreit és csomópontjait vizsgálja, lehetővé tenné a kutatók számára, hogy figyelemmel kísérjék annak hatásait a kritikus neuronokra és szinapszisokra (Lozano and Lipsman, 2013). Ez megakadályozhatja a problémás memóriához nem kapcsolódó neuronokra és szinapszisokra gyakorolt káros hatásokat. Az alacsonyabb frekvenciájú mély agyi elektromos stimuláció korlátozható csak a memória nyomának érzelmi tartalmának enyhítésében. A stimuláció eredménye hasonló lenne a propranololéhoz, mert nem szünteti meg ezt a tartalmat., A magasabb frekvenciájú stimuláció szelektíven inaktiválhatja az idegsejteket és a szinapszisokat a bazolaterális amygdalában, amelyet a patológiai félelemmemória nyomának neveznek, megzavarhatja a memória feloldódását és törölheti azt. A termoelektromos és rádiófrekvenciás idegi ablációval ellentétben az elektromos stimuláció az agyszövet elpusztítása nélkül törölheti a nyomot.

a szelektivitási probléma a lokalizációval kapcsolatos probléma. A fő kérdés az, hogy egy adott rosszindulatú félelemmemória elég lokalizálódik-e ahhoz, hogy a DBS törölje azt, miközben az adaptív félelem emlékeit érintetlenül hagyja., Az egyik hipotézis, amely alátámaszthatja a rosszindulatú félelemmemória szelektív törlésének gondolatát, az, hogy a funkcionális képalkotás magasabb aktiválási szinteket fedhet fel az adott memóriával kapcsolatos magokban, amikor egy alanyt arra kértek, hogy emlékeztesse a traumatikus élményt annak forrásaként (Pitman et al., 2002; Pitman, 2015). A DBS ezeket a magokat inaktiválás és törlés céljából célozhatja meg.

még akkor is, ha a képalkotás lokalizált metabolikus túlaktivációt mutatott a memóriával társított magokban, kérdések merülnek fel azzal kapcsolatban, hogy a DBS inaktiválhatja-e azt., Bár számos tanulmány megerősítette a DBS neuromoduláló hatásait, a technika hatásmechanizmusai nem ismertek jól. A DBS fokozta a glükóz metabolizmusát az epilepsziás betegek egy csoportjának entorhinalis kéregében, valamint fokozta a tanulási és térbeli memóriát (Sulthana et al., 2012; Fell et al., 2013). Hasonlóképpen, a fornix DBS-szel történő metabolizmusának növelése az enyhe Alzheimer-kórban (Lozano et al., 2016). A DBS használatának célja bizonyos típusú memória javítása ezekben a tanulmányokban ellentétben áll azzal a céllal, hogy a DBS-t más típusú memória törlésére használják., A memória növeléséhez az LTP-vel, CREB-vel és fehérjeszintézissel összefüggő, metabolikusan alulműködő magok aktiválására lenne szükség. A memória törléséhez az azonos folyamatokhoz kapcsolódó metabolikusan hiperaktív magok gátlására lenne szükség. A második mechanizmus bizonyos szempontból hasonló lenne a nagyfrekvenciás DBS metabolikusan hiperaktív áramkörökre gyakorolt moduláló hatásaihoz a kezelés-rezisztens depresszióban (Mayberg et al., 2005). Az egyik jelentős különbség a DBS a depresszió és a DBS memória törlés, azonban, hogy a cél a második esetben lenne diszkrét., E DBS javított memória vagy törölhetők ez függ a frekvencia az elektromos áram szállítása, hogy a célzott, magok hatása az, hogy a neuronok alkotó memória nyom.

bár a hippokampusz és a mediális temporális lebenyek közvetlen ingerlése megzavarhatja az epizodikus memóriát (Merkow et al., 2017), nem világos, hogy a stimulációnak ugyanazok a hatásai lennének-e a félelem emlékezetének inaktiválásában. Mivel hipotetikus, és számos nyitott neurofiziológiai kérdést foglal magában, megfelelő körültekintéssel kell javasolni a DBS-t, mint a szelektív memória törlésének technikáját., A precizitás szintjének előrehaladásával azonban elvileg lehetséges, hogy ez a DBS újszerű alkalmazása lehet a közeljövőben.

tegyük fel, hogy a nyomozók elektromos stimulációt használhatnak az agyba beültetett eszközből, hogy ne csak a kóros félelem emlékeit töröljék, hanem a zavaró tapasztalatok kevésbé érzelmileg töltött emlékeit is. Ha ezeknek az emlékeknek az érzelmi ábrázolása diszkrét limbikus magokban lokalizálódott, akkor a kritikus neuronok és az excitáló szinapszisok inaktiválhatók, és a DBS által törölt emléknyomok, legyen az?,

Megjegyezni, téves döntéseket, valamint az intézkedések is kísérteni egy éve, hogy egy döntésképtelen, amikor közötti választás alternatív cselekvési a jelen, jövő. Ennek ellenére a jellemfejlődéshez és az erkölcsi növekedéshez szükség van a hibák és az érzelmileg felkavaró élmények emlékeire. Előmozdítják ezt a fejlődést és növekedést azáltal, hogy lehetővé teszik a bűntudat és a megbánás erkölcsi érzelmeit. Ezenkívül lehetővé teszik számunkra, hogy gondolkodjunk a motivációs állapotainkon olyan cselekvési tervek kialakításában és végrehajtásában, amelyek elősegítik a mások iránti óvatosságot és erkölcsi érzékenységet., A zavaró emlékek olyan korlátokat szabhatnak a döntéshozatalnak, amelyek szükségesek a hatékony racionális és morális ügynökséghez. Néhány zavaró emlék törlése nem áshatja alá vagy akadályozhatja e képességek fejlődését és gyakorlását. Az emlékek szélesebb körének törlése azonban gyengítheti az ügynökséget, és káros hatással lehet az ember viselkedésére. Az a mentális képesség, hogy mind a pozitív, mind a negatív epizodikus emlékeket egy egységes önéletrajzba integrálják, lehetővé teszi számukra, hogy jelentést készítsenek tőlük., Több, mint egy kritikus számú emlék törlése megzavarhatja a személyes identitást alkotó pszichológiai összefüggést és folytonosságot, a személyes identitást, az időben ugyanazon személyhez való ragaszkodás élményét (Parfit, 1984; Tulving, 2002). Az epizodikus és érzelmi emlékek kritikusak az Ügynökség és az identitás szempontjából. Nem ismert, hogy ezeknek az emlékeknek a eltávolítása befolyásolhatja-e az emberi tapasztalat e két alapvető aspektusát, és hogyan okozhat kárt.

a memória tartalmának manipulálására irányuló kutatás az állati modellekre korlátozódott., A pszichiátriai kutatóknak számos elméleti és technikai kihívással kell majd szembenézniük az állatokról az első emberi tanulmányokra való áttérés során. A funkcionális neuroimaging kritikus fontosságú lesz az agyi aktivitás változásainak azonosításában, amelyek korrelálnak a gyengített vagy törölt memórianyomokkal neuronális és szinaptikus szinten. A legfontosabb kérdés az, hogy a kritikus neuronok lokalizált, diszkrét szinten módosíthatók-e. Az a gondolat, hogy egy adott kóros félelemmemóriát DBS-vel vagy hasonló beültethető elektromos stimuláló eszközökkel töröljenek, még mindig spekulatív., Mégis lehet egy módja annak, hogy kezelni, amit jelenleg kezelés-rezisztens pszichiátriai rendellenességek memória tartalom.

szerzői hozzájárulások

a szerző megerősíti, hogy az egyetlen közreműködője ennek a műnek, és jóváhagyta a közzététel.

összeférhetetlenségi nyilatkozat

a szerző kijelenti, hogy a kutatást olyan kereskedelmi vagy pénzügyi kapcsolatok hiányában végezték, amelyek potenciális összeférhetetlenségnek tekinthetők.