frontierele în neuroștiință

dispozitivele implantabile din creier pot restabili conectivitatea funcțională în circuitele neuronale perturbate în depresia majoră, tulburarea obsesiv-compulsivă și alte tulburări psihiatrice. Cele mai frecvent utilizate dispozitiv de acest tip este stimularea profundă a creierului (DBS) (Benabid, 2007; Lozano și Lipsman, 2013) Alte implanturi neurale poate restabili sau îmbunătăți anumite funcții neurale pierdut sau afectat prin leziuni cerebrale traumatice, infectii, sau alte insulte la creier., Un exemplu este o proteză hipocampală (Berger et al., 2011; Hampson și colab., 2013). Aceasta este o gamă complexă de electrozi implantați într-o regiune care implică conexiuni între hipocampus și cortexul entorhinal. Deși este încă în stadiul experimental, o proteză hipocampală ar putea restabili capacitatea de a codifica noi amintiri pentru persoanele cu leziuni în această regiune a creierului.în loc să permită formarea de noi amintiri, ar putea un dispozitiv implantat în creier să șteargă amintirile care au fost codificate, consolidate și reconsolidate?, DBS poate modula circuitele disfuncționale care mediază procesarea senzorimotorie, cognitivă și emoțională. Teoretic, aceasta sau o tehnică de stimulare similară ar putea șterge selectiv o memorie patologică a fricii prin inactivarea neuronilor și a sinapselor excitatorii care constituie urmele de memorie. Acest lucru ar putea perturba reconsolidarea memoriei stocate ca informație în creier. Ștergerea amintirilor de frică identificate ca sursă de anxietate, panică, fobie și tulburare de stres post-traumatic (PTSD) ar putea fi o terapie eficientă atunci când nu răspund la alte tratamente (Pitman, 2015).,Neurologii pot folosi PET sau fMRI pentru a măsura modificările activității neuronale și conectivității sinaptice în urma manipulării circuitelor neuronale asociate cu diferite sisteme de memorie. Neuroimagistica ar putea confirma ștergerea unei urme de memorie pe baza acestor modificări. Ipotetic, stimulare electrica de la un dispozitiv implantabil ca DBS-ar putea reduce activitatea în neuroni constituie memorie încărcată emoțional urme de fond al sistemului condiționat răspunsurile la aversiv stimuli și de a permite unui subiect să se dezvețe comportamentul patologic., În tulburările psihiatrice pe care le-am menționat, reprezentarea emoțională sau urmele unei amintiri a unui eveniment deranjant sau traumatizant rămâne încorporată în creier dincolo de orice funcție adaptivă pe termen scurt. Acest lucru perturbă rețeaua de memorie care reglează frica și are ca rezultat gândirea și comportamentul patologic (Parsons and Ressler, 2013). Anxietatea, panica, fobia și PTSD sunt tulburări ale conținutului de memorie asociate cu reprezentarea emoțională a memoriei. Acestea sunt distincte de diferite forme de amnezie, care este o tulburare a capacității de memorie (Kopelman, 2002)., Problema nu este o incapacitate de a forma amintiri, ci o incapacitate de a le stinge.sursa acestor tulburări este hiperactivitatea în amigdala bazolaterală a rețelei de memorie a fricii. Aceasta se întâmplă atunci când o memorie emoțională negativă a unei experiențe temătoare sau a unei serii de astfel de experiențe se formează și se solidifică în creier prin procesele de consolidare și reconsolidare., O teorie a consolidării memoriei fricii în urma unei experiențe traumatice este că memoria se încorporează în amigdală de la eliberarea noradrenalinei ca răspuns la reacția de stres a subiectului la experiență. Memoria devine mai ferm încorporată în această regiune a creierului din comportamentul în care subiectul învață să lege un stimul aversiv cu un stimul condiționat. Amintirile trebuie actualizate constant pentru a rămâne stocate în creier. Actualizarea amintirilor constă în reconsolidarea acestora după recuperare., Acest proces servește unui scop adaptiv, permițând subiectului să facă informațiile din creier relevante pentru circumstanțele actuale și viitoare (Nader et al., 2000; Nader și Einarsson, 2010). Un scop al cercetării memoriei este de a interfera cu reconsolidarea în timpul sau imediat după recuperare pentru a slăbi sau șterge o urmă de memorie traumatică. Amintirile sunt labile și susceptibile de alterare în acest moment. Psihiatrul Roger Pitman explică cum ar avea loc acest proces :” pentru ca blocarea reconsolidării sau actualizarea să aibă succes, sunt necesari doi pași., În primul rând, memoria problematică trebuie destabilizată. În al doilea rând, re-stabilizarea (reconsolidarea) trebuie apoi prevenită sau modificată (actualizată)” (Pitman, 2011, p. 2, 2015). Intervenția farmacologică este o modalitate de a întrerupe reconsolidarea. În mai multe studii, propranololul antagonist al receptorilor beta-adrenergici a atenuat conținutul încărcat emoțional al unei memorii traumatice la un număr de subiecți (Pitman et al., 2002; Kindt și colab., 2009; Soeter și Kindt, 2015)., Cu toate acestea, dacă medicamentul slăbește, dar nu șterge reprezentarea emoțională a memoriei, anumiți stimuli ar putea reactiva conținutul său încărcat emoțional. Acest lucru ar putea reintroduce psihopatologia.o modalitate diferită și potențial mai eficientă de blocare a reconsolidării ar fi eradicarea reprezentării emoționale a memoriei. În principiu, anumite medicamente ar putea bloca reconsolidarea memoriei fricii prin blocarea sintezei proteinelor în amigdala bazolaterală unde a fost localizată urmele de memorie., Timpul de regăsire, de perfuzare de inhibitor al sintezei de proteine, cum ar fi anisomycin în această regiune a creierului ar putea perturba reconsolidation și eficient șterge urme de memorie (Schacter și Loftus, 2013). Acest medicament sau un medicament similar cu acțiune ar interfera, de asemenea, cu potențarea pe termen lung (LTP) și cu proteina de legare a elementului de răspuns ciclic al factorului de transcripție (CREB) care reglează sinteza proteinelor în formarea și reținerea amintirilor., Dacă ar fi eficiente, aceste procese ar exclude posibilitatea repetării unei reacții emoționale sporite la stimulii asociați cu urmele de memorie, deoarece nu ar mai exista nicio urmă în creier (Agren et al., 2012).o provocare majoră pentru ștergerea farmacologică a memoriei este selectivitatea acestei intervenții. Multe amintiri ale experiențelor înfricoșătoare sunt adaptive și critice pentru supraviețuire, deoarece ne permit să recunoaștem și să reacționăm în mod corespunzător la situații amenințătoare. Nu toate amintirile de frică sunt patologice sau maladaptive., Din cauza efectelor distribuite și nediscriminatorii ale medicamentelor psihotrope, un medicament destinat ștergerii urmelor ar putea avea efecte de extindere neintenționate și ar putea afecta funcțiile normale ale sistemului de memorie a fricii. Un medicament infuzat în creier ar putea modifica atât nucleele vizate, cât și cele care nu sunt vizate în sistemul limbic și ar putea modifica procesarea emoțională normală. Aceasta ar putea introduce o nouă psihopatologie.acțiunea mai concentrată a stimulării electrice cerebrale profunde a neuronilor și a sinapselor din urmă de memorie ar putea fi capabilă să depășească problema selectivității., Stimularea directă a acestor constituenți ai urmei la frecvența critică ar putea neutraliza efectele LTP, CREB și sinteza proteinelor asupra persistenței memoriei. Ar putea elimina orice obstacole în calea destabilizării și eliminării memoriei ca informație stocată în creier. În plus, prin direcționarea precisă a neuronilor din urmă, stimularea electrică ar putea reduce riscul de extindere a efectelor asupra amintirilor de frică adaptive și a amintirilor emoționale pozitive., Combinat cu neuromodulating acțiune, capacitatea de DBS pentru a sonda circuite și noduri în aceste circuite vor permite anchetatorilor să monitorizeze efectele sale asupra critică neuroni și sinapse (Lozano și Lipsman, 2013). Acest lucru ar putea preveni efectele adverse de extindere asupra neuronilor și sinapselor care nu au legătură cu memoria problematică. Stimularea electrică profundă a creierului cu frecvență mai mică poate fi limitată doar în atenuarea conținutului emoțional al urmelor de memorie. Rezultatul stimulării ar fi similar cu cel al propranololului, deoarece nu ar elimina acest conținut., Stimularea cu frecvență mai mare ar putea inactiva selectiv neuronii și sinapsele din amigdala bazolaterală identificată ca loci ai urmei patologice a memoriei fricii, perturba reconsolidarea memoriei și o șterge. Spre deosebire de ablația neurală termoelectrică și radiofrecventa, stimularea electrică ar putea șterge urmele fără a distruge țesutul cerebral.

problema selectivității este o problemă legată de localizare. Întrebarea principală este dacă o anumită memorie de frică maladaptivă ar fi localizată suficient pentru ca DBS să o șteargă, lăsând intacte amintirile de frică adaptive., O ipoteză care ar putea sprijini ideea de selectiv ștergerea unui dezadaptative frica de memorie este că imagistică funcțională ar putea dezvălui niveluri mai ridicate de activare în nucleii asociate cu memoria, atunci când un subiect a fost rugat să amintim experiența traumatizantă ca sursă de ea (Pitman et al., 2002; Pitman, 2015). DBS ar putea viza aceste nuclee pentru inactivare și ștergere.chiar dacă imagistica a arătat o supraactivare metabolică localizată în nucleele asociate cu memoria, există întrebări dacă DBS ar putea să o inactiveze., Deși multe studii au confirmat efectele neuromodulatoare ale DBS, mecanismele de acțiune ale tehnicii nu sunt bine înțelese. DBS a crescut metabolismul glucozei în cortexul entorhinal al unui grup de pacienți cu epilepsie și a îmbunătățit învățarea și memoria spațială (Sulthana et al., 2012; Fell și colab., 2013). În mod similar, creșterea metabolismului în fornix cu DBS poate fi o modalitate de îmbunătățire a memoriei în boala Alzheimer ușoară (Lozano et al., 2016). Scopul utilizării DBS pentru a îmbunătăți anumite tipuri de memorie în aceste studii este în contrast cu scopul utilizării DBS pentru a șterge alte tipuri de memorie., Îmbunătățirea memoriei ar necesita activarea nucleelor subactive metabolic asociate cu LTP, CREB și sinteza proteinelor. Ștergerea memoriei ar necesita inhibarea nucleelor hiperactive metabolic asociate cu aceleași procese. Al doilea mecanism ar fi similar, în unele privințe, cu efectele modulatoare ale DBS de înaltă frecvență asupra circuitelor hiperactive metabolic în depresia rezistentă la tratament (Mayberg et al., 2005). O diferență semnificativă între DBS pentru depresie și DBS pentru ștergerea memoriei este însă că ținta în al doilea caz ar fi mai discretă., Dacă DBS îmbunătățită de memorie sau șterse ar depinde de frecvența curentului electric livrat la nucleele vizate și efectul său asupra neuronilor care constituie urme de memorie.deși stimularea directă a hipocampului și a lobilor temporali mediali poate perturba memoria episodică (Merkow et al., 2017), nu este clar dacă stimularea ar avea aceleași efecte în inactivarea unei memorii de frică. Deoarece este ipotetic și implică multe întrebări neurofiziologice deschise, trebuie să fim circumspecți în sugerarea DBS ca tehnică de ștergere selectivă a memoriei., Cu toate acestea, cu progrese în nivelul său de precizie, este în principiu posibil ca aceasta să fie o nouă aplicație a DBS în viitorul apropiat.să presupunem că anchetatorii ar putea folosi stimularea electrică de la un dispozitiv implantat în creier pentru a șterge nu doar amintirile de frică patologică, ci și amintirile mai puțin încărcate emoțional de experiențe tulburătoare. Dacă reprezentarea emoțională a unora dintre aceste amintiri a fost localizată în nuclee limbice discrete, neuronii critici și sinapsele excitatorii ar putea fi inactivate și urmele de memorie șterse de DBS, ar trebui să fie?,amintirea alegerilor și acțiunilor greșite poate bântui unul de ani de zile și poate face unul indecis atunci când alege între cursuri alternative de acțiune în prezent și viitor. Cu toate acestea, amintirile acestor greșeli și experiențele mai tulburătoare emoțional sunt necesare pentru dezvoltarea caracterului și creșterea morală. Ele promovează această dezvoltare și creștere, permițând emoțiile morale ale remușcărilor și regretelor. Ele ne permit, de asemenea, să reflectăm asupra stărilor noastre motivaționale în formarea și executarea planurilor de acțiune care promovează prudența și sensibilitatea morală față de ceilalți., Amintirile tulburătoare pot oferi constrângeri în luarea deciziilor care sunt necesare pentru o agenție rațională și morală eficientă. Ștergerea câtorva amintiri tulburătoare nu ar putea submina sau împiedica dezvoltarea și exercitarea acestor capacități. Cu toate acestea, ștergerea unui set mai larg de amintiri ar putea slăbi agenția și ar putea avea efecte dăunătoare asupra comportamentului cuiva. Capacitatea mentală de a integra atât amintirile episodice pozitive, cât și cele negative într-o autobiografie unificată permite, de asemenea, construirea sensului din ele., Ștergerea mai mult de un număr critic de amintiri ar putea perturba psihologice legătura și continuitatea care constituie identitatea personală, experiența de persistente prin timp ca aceeași persoană (Parfit, 1984; Tulving, 2002). Amintirile episodice și emoționale sunt esențiale pentru agenție și identitate. Nu se știe dacă sau cum eliminarea unora dintre aceste amintiri ar putea afecta aceste două aspecte fundamentale ale experienței umane și ar putea provoca daune.cercetarea în manipularea conținutului memoriei a fost limitată la modelele animale., Cercetătorii psihiatrici vor trebui să abordeze multe provocări teoretice și tehnice în trecerea de la studii animale la primele studii umane. Neuroimagistica funcțională va fi critică în identificarea modificărilor activității creierului corelate cu o urmă de memorie slăbită sau ștersă la niveluri neuronale și sinaptice. Cea mai importantă întrebare este dacă neuronii critici pot fi modificați la un nivel localizat, discret. Ideea de a șterge o anumită memorie patologică a fricii cu DBS sau dispozitive de stimulare electrică implantabile similare este încă speculativă., Cu toate acestea, ar putea deveni o modalitate de a trata ceea ce sunt în prezent tulburări psihiatrice rezistente la tratament ale conținutului de memorie.

contribuții ale autorului

autorul confirmă că este singurul contribuitor la această lucrare și a aprobat-o spre publicare.

Conflict de interese declarație

autorul declară că cercetarea a fost efectuată în absența oricăror relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretate ca un potențial conflict de interese.