Frontiers in Neuroscience (Polski)

wszczepialne urządzenia w mózgu mogą przywrócić funkcjonalną łączność w obwodach nerwowych zakłóconych w dużej depresji, zaburzeniach obsesyjno-kompulsywnych i innych zaburzeniach psychicznych. Najczęściej używanym urządzeniem tego typu jest głęboka stymulacja mózgu (DBS) (Benabid, 2007; Lozano and Lipsman, 2013) inne implanty neuronowe mogą przywrócić lub poprawić pewne funkcje neuronowe utracone lub upośledzone w wyniku urazowego uszkodzenia mózgu, infekcji lub innych obelg dla mózgu., Jednym z przykładów jest proteza hipokampa (Berger et al., 2011; Hampson et al., 2013). Jest to złożony zestaw elektrod wszczepionych w regionie obejmującym połączenia między hipokampem a korą entorhinalną. Chociaż proteza hipokampa jest wciąż na etapie eksperymentalnym, może przywrócić zdolność kodowania nowych wspomnień dla osób z uszkodzeniami w tym regionie mózgu.

zamiast umożliwić tworzenie nowych wspomnień, czy urządzenie wszczepione do mózgu może wymazać wspomnienia, które zostały zakodowane, skonsolidowane i ponownie skonsolidowane?, DBS może modulować dysfunkcyjne obwody pośredniczące w przetwarzaniu sensorimotor, poznawczym i emocjonalnym. Teoretycznie, ta lub podobna technika stymulująca może wybiórczo wymazać patologiczną pamięć strachu przez inaktywację neuronów i synapsy pobudzające stanowiące ślad pamięci. Może to zakłócić ponowną konsolidację pamięci przechowywanej jako Informacja w mózgu. Usuwanie wspomnień strachu zidentyfikowanych jako źródło lęku, paniki, fobii i zespołu stresu pourazowego (PTSD) może być skuteczną terapią, gdy nie reagują na inne metody leczenia (Pitman, 2015).,

neurolodzy mogą używać PET lub fMRI do pomiaru zmian w aktywności neuronowej i łączności synaptycznej po manipulacji obwodami neuronowymi związanymi z różnymi systemami pamięci. Neuroobrazowanie może potwierdzić usunięcie śladu pamięci na podstawie tych zmian. Hipotetycznie, stymulacja elektryczna z implantowanego urządzenia, takiego jak DBS, może zmniejszyć aktywność w neuronach stanowiących emocjonalnie naładowany ślad pamięci leżący u podstaw warunkowanych odpowiedzi na bodźce awersyjne i umożliwić podmiotowi oduczenie patologicznych zachowań., W zaburzeniach psychicznych, o których wspomniałem, emocjonalna reprezentacja lub ślad pamięci o niepokojącym lub traumatycznym wydarzeniu pozostaje osadzona w mózgu poza jakąkolwiek krótkotrwałą funkcją adaptacyjną. Zakłóca to sieć pamięci regulującą strach i skutkuje patologicznymi myślami i zachowaniami (Parsons and Ressler, 2013). Lęk, panika, fobia i PTSD to zaburzenia treści pamięci związane z emocjonalną reprezentacją pamięci. Różnią się one od różnych form amnezji, która jest zaburzeniem pojemności pamięci (Kopelman, 2002)., Problemem nie jest niezdolność do tworzenia wspomnień, ale niezdolność do ich gaszenia.

źródłem tych zaburzeń jest nadpobudliwość w bazolateralnym ciele migdałowatym sieci pamięci strachu. Dzieje się tak, gdy negatywna pamięć emocjonalna przerażającego doświadczenia lub serii takich doświadczeń formuje się i krzepnie w mózgu poprzez procesy konsolidacji i ponownej konsolidacji., Jedną z teorii konsolidacji pamięci strachu po traumatycznym doświadczeniu jest to, że pamięć osadza się w ciele migdałowatym po uwolnieniu noradrenaliny w odpowiedzi na reakcję stresową podmiotu na doświadczenie. Pamięć staje się bardziej mocno osadzona w tym obszarze mózgu od zachowania, w którym podmiot uczy się łączyć bodźce awersyjne z bodźcem uwarunkowanym. Wspomnienia muszą być stale aktualizowane, aby pozostały przechowywane w mózgu. Aktualizacja pamięci polega na ponownej ich konsolidacji po pobraniu., Proces ten służy celowi adaptacyjnemu, umożliwiając podmiotowi uczynienie informacji w mózgu istotnych dla obecnych i przyszłych okoliczności (Nader et al., 2000; Nader i Einarsson, 2010). Jednym z celów badań pamięci jest zakłócanie ponownej konsolidacji podczas lub bezpośrednio po pobraniu w celu osłabienia lub usunięcia traumatycznego śladu pamięci. Wspomnienia są chwiejne i podatne na zmiany w tym czasie. Psychiatra Roger Pitman wyjaśnia, w jaki sposób przebiegałby ten proces: „aby ponowna konsolidacja lub aktualizacja zakończyły się sukcesem, wymagane są dwa kroki., Po pierwsze, problematyczna pamięć musi zostać zdestabilizowana. Po drugie, jego ponownej stabilizacji (ponownej konsolidacji) musi być następnie zapobiec lub zmodyfikowane (zaktualizowane)” (Pitman, 2011, p. 2, 2015). Interwencja farmakologiczna jest jednym ze sposobów zakłócania ponownej konsolidacji. W kilku badaniach antagonista receptorów beta-adrenergicznych propranolol osłabiał emocjonalnie naładowaną zawartość traumatycznej pamięci u wielu osób (Pitman et al., 2002; Kindt et al., 2009; Soeter and Kindt, 2015)., Jeśli jednak lek osłabia, ale nie usuwa emocjonalnej reprezentacji pamięci, pewne bodźce mogą reaktywować jej emocjonalnie naładowaną zawartość. To może przywrócić psychopatologię.

innym i potencjalnie skuteczniejszym sposobem blokowania ponownej konsolidacji byłoby wyeliminowanie emocjonalnej reprezentacji pamięci. W zasadzie niektóre leki mogą blokować ponowną konsolidację pamięci strachu poprzez blokowanie syntezy białek w jądrze ciała migdałowatego, gdzie znajdował się ślad pamięci., Podczas pobierania wlew inhibitora syntezy białek, takiego jak anizomycyna, w tym regionie mózgu może zakłócić ponowną konsolidację i skutecznie wymazać ślad pamięci (Schacter and Loftus, 2013). Ten lub podobny działający lek zakłócałby również długotrwałe wzmacnianie (LTP) i białko wiążące element odpowiedzi cyklicznej czynnika transkrypcyjnego (CREB), które regulują syntezę białek w tworzeniu i zatrzymywaniu wspomnień., Gdyby były skuteczne, procesy te wykluczałyby możliwość powtórzenia wzmożonej reakcji emocjonalnej na bodźce związane ze śladem pamięci, ponieważ nie byłoby już żadnego śladu w mózgu (Agren et al., 2012).

głównym wyzwaniem dla farmakologicznego kasowania pamięci jest selektywność tej interwencji. Wiele wspomnień z przerażających doświadczeń jest adaptacyjnych i krytycznych dla przetrwania, ponieważ pozwalają nam rozpoznać i odpowiednio zareagować na groźne sytuacje. Nie wszystkie wspomnienia strachu są patologiczne lub nieprzystosowane., Ze względu na rozproszone i niedyskryminujące działanie leków psychotropowych, lek przeznaczony do usunięcia śladu może mieć niezamierzone efekty rozszerzające i zaburzać normalne funkcje systemu pamięci strachu. Lek infuzyjny w mózgu może zmieniać zarówno celowane, jak i niecelowane jądra w układzie limbicznym i zmieniać normalne przetwarzanie emocjonalne. To może wprowadzić nową psychopatologię.

bardziej skoncentrowane działanie głębokiej stymulacji elektrycznej mózgu neuronów i synaps w obrębie śladu pamięci może być w stanie przezwyciężyć problem selektywności., Bezpośrednia stymulacja tych składników śladu w krytycznej częstotliwości może zneutralizować wpływ LTP, CREB i syntezy białek na Trwałość pamięci. Może usunąć wszelkie przeszkody w destabilizowaniu i usuwaniu pamięci jako przechowywanych informacji w mózgu. Ponadto, precyzyjnie kierując neurony w obrębie śladu, stymulacja elektryczna może zmniejszyć ryzyko rozszerzania efektów na adaptacyjne wspomnienia strachu i pozytywne wspomnienia emocjonalne., W połączeniu z jego działaniem neuromodulującym, zdolność DBS do badania obwodów i węzłów w tych obwodach umożliwiłaby badaczom monitorowanie jego wpływu na krytyczne neurony i synapsy (Lozano and Lipsman, 2013). Może to zapobiegać niekorzystnym oddziaływaniom rozszerzającym na neurony i synapsy niezwiązane z problematyczną pamięcią. Głęboka stymulacja elektryczna mózgu o niższej częstotliwości może być ograniczona tylko w łagodzeniu emocjonalnej treści śladu pamięci. Wynik stymulacji byłby podobny do wyniku propranololu, ponieważ nie wyeliminowałby tej zawartości., Stymulacja o wyższej częstotliwości może selektywnie inaktywować neurony i synapsy w bazolateralnym ciele migdałowatym zidentyfikowanym jako loci patologicznego śladu pamięci strachu, zakłócić ponowną konsolidację pamięci i wymazać ją. W przeciwieństwie do termoelektrycznej i radiofrekwencyjnej ablacji neuronowej, stymulacja elektryczna może usunąć ślad bez niszczenia tkanki mózgowej.

problem selektywności to problem dotyczący lokalizacji. Głównym pytaniem jest, czy dana nieprzystosowana pamięć strachu byłaby zlokalizowana na tyle, aby DBS usunął ją, pozostawiając nienaruszone adaptacyjne wspomnienia strachu., Jedną z hipotez, które mogłyby wspierać ideę selektywnego wymazywania nieprzystosowanej pamięci strachu, jest to, że obrazowanie funkcjonalne może ujawnić wyższy poziom aktywacji w jądrach związanych z tą pamięcią, gdy podmiot został poproszony o przypomnienie traumatycznego doświadczenia jako źródła tego (Pitman et al., 2002; Pitman, 2015). DBS może skierować te jądra do inaktywacji i usunięcia.

nawet jeśli obrazowanie wykazało zlokalizowaną nadaktywność metaboliczną w jądrach związanych z pamięcią, pojawiają się pytania o to, czy DBS może ją inaktywować., Chociaż wiele badań potwierdziło neuromodulujące działanie DBS, mechanizmy działania tej techniki nie są dobrze poznane. DBS zwiększony metabolizm glukozy w korze entorhinalnej grupy pacjentów z padaczką oraz zwiększona pamięć uczenia się i przestrzenna (Sulthana et al., 2012; Fell et al., 2013). Podobnie, zwiększenie metabolizmu w fornix z DBS może być sposobem na zwiększenie pamięci w łagodnej chorobie Alzheimera (Lozano et al., 2016). Celem stosowania DBS do ulepszania niektórych typów pamięci w tych badaniach jest w przeciwieństwie do celu używania DBS do kasowania innych typów pamięci., Wzmocnienie pamięci wymagałoby aktywacji metabolicznie niedoaktywnych jąder związanych z syntezą LTP, CREB i białek. Wymazywanie pamięci wymagałoby zahamowania metabolicznie nadaktywnych jąder związanych z tymi samymi procesami. Drugi mechanizm byłby podobny, pod pewnymi względami, do modulującego wpływu DBS o wysokiej częstotliwości na metabolicznie nadaktywne obwody w depresji opornej na leczenie (Mayberg et al., 2005). Jedną z istotnych różnic między DBS dla depresji i DBS dla kasowania pamięci jest jednak to, że cel w drugim przypadku byłby bardziej dyskretny., Niezależnie od tego, czy DBS wzmocnił pamięć, czy usunął, zależy to od częstotliwości prądu elektrycznego dostarczanego do docelowych jąder i jego wpływu na neurony stanowiące ślad pamięci.

chociaż bezpośrednia stymulacja hipokampa i przyśrodkowych płatów skroniowych może zakłócić pamięć epizodyczną (Merkow et al., 2017), nie jest jasne, czy stymulacja miałaby takie same skutki w inaktywacji pamięci strachu. Ponieważ jest hipotetyczna i wiąże się z wieloma otwartymi pytaniami neurofizjologicznymi, należy być odpowiednio ostrożnym w sugerowaniu DBS jako techniki selektywnego wymazywania pamięci., Jednak wraz z postępem w poziomie precyzji, jest w zasadzie możliwe, że może to być nowe zastosowanie DBS w najbliższej przyszłości.

Załóżmy, że badacze mogliby wykorzystać stymulację elektryczną z urządzenia wszczepionego do mózgu, aby wymazać nie tylko patologiczne wspomnienia strachu, ale także mniej emocjonalnie naładowane wspomnienia niepokojących doświadczeń. Jeśli emocjonalna reprezentacja niektórych z tych wspomnień została zlokalizowana w dyskretnych jądrach limbicznych, neurony krytyczne i synapsy pobudzające mogłyby zostać inaktywowane, a ślad pamięci wymazany przez DBS, czy powinien być?,

zapamiętywanie błędnych wyborów i działań może prześladować jednego przez lata i sprawić, że jeden niezdecydowany przy wyborze między alternatywnymi sposobami działania w teraźniejszości i przyszłości. Jednak wspomnienia o tych błędach i bardziej niepokojących emocjonalnie doświadczeniach są niezbędne dla rozwoju charakteru i wzrostu moralnego. Promują ten rozwój i wzrost, umożliwiając moralne emocje wyrzutów sumienia i żalu. Pozwalają nam również zastanowić się nad naszymi Stanami motywacyjnymi w tworzeniu i realizacji planów działania, które promują rozwagę i wrażliwość moralną wobec innych., Niepokojące wspomnienia mogą zapewnić ograniczenia w podejmowaniu decyzji, które są niezbędne do skutecznego racjonalnego i moralnego działania. Wymazanie kilku niepokojących wspomnień nie może podważać ani utrudniać rozwoju i korzystania z tych zdolności. Jednak wymazanie szerszego zbioru wspomnień może osłabić sprawczość i mieć szkodliwy wpływ na zachowanie. Zdolność umysłowa do zintegrowania zarówno pozytywnych, jak i negatywnych wspomnień epizodycznych w jednolitą autobiografię umożliwia również konstruowanie z nich znaczenia., Usunięcie ponad krytycznej liczby wspomnień może zakłócić psychologiczne powiązania i ciągłość, które stanowią tożsamość osobistą, doświadczenie przetrwania w czasie jako ta sama osoba (Parfit, 1984; Tulving, 2002). Epizodyczne i emocjonalne wspomnienia są kluczowe dla sprawczości i tożsamości. Nie wiadomo, czy lub w jaki sposób usunięcie niektórych z tych wspomnień może wpłynąć na te dwa podstawowe aspekty ludzkiego doświadczenia i spowodować szkodę.

badania nad manipulowaniem treścią pamięci ograniczały się do modeli zwierzęcych., Badacze psychiatryczni będą musieli zmierzyć się z wieloma teoretycznymi i technicznymi wyzwaniami w przechodzeniu od badań na zwierzętach do badań na ludziach. Funkcjonalne neuroobrazowanie będzie kluczowe w identyfikacji zmian w aktywności mózgu korelujących z osłabionym lub wymazanym śladem pamięci na poziomie neuronalnym i synaptycznym. Najważniejszym pytaniem jest, czy krytyczne neurony mogą być zmieniane na lokalnym, dyskretnym poziomie. Idea wymazania określonej patologicznej pamięci strachu za pomocą DBS lub podobnych implantowalnych urządzeń do stymulacji elektrycznej jest nadal spekulacyjna., Jednak może stać się sposobem leczenia, które są obecnie odporne na leczenie zaburzenia psychiczne treści pamięci.

wkład autora

autor potwierdza, że jest jedynym autorem tej pracy i zatwierdził ją do publikacji.

Oświadczenie o konflikcie interesów

autor oświadcza, że badanie zostało przeprowadzone w przypadku braku jakichkolwiek relacji handlowych lub finansowych, które mogłyby być interpretowane jako potencjalny konflikt interesów.