Kokaín prepisuje nervové dráhy a uzamyká mozog v slučke opakujúcich sa činností

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Droga preberá kontrolu nad ventrolaterálnym striatom, ktoré zodpovedá za výber činností a motoriku tváre.

• Umelá inteligencia odhalila, že zvieratá pod vplyvom látky strávili 60 % času rutinným olizovaním povrchov.

• Aktivácia špecifickej nervovej dráhy dokázala toto nutkavé správanie okamžite zastaviť a obnoviť bežné funkcie.

Dlhodobé užívanie psychoaktívnych látok zásadne obmedzuje schopnosť mozgu flexibilne reagovať na zmeny v okolitom prostredí. Najnovší výskum preukázal, že kokaín v skutočnosti nevytvára v organizme nové pohybové vzorce, ale preberá kontrolu nad tými existujúcimi. Vedci zistili, že droga cieli priamo na ventrolaterálne striatum, čo je mozgové centrum regulujúce pohyby úst, jazyka a celej tváre.

Pod jej systematickým vplyvom sa prirodzené správanie jedinca postupne zužuje do nebezpečne rigidnej rutiny. Nakoniec myseľ uviazne v neustálom opakovaní jedinej neúčelnej činnosti, z ktorej nedokáže ujsť. Na detailné sledovanie týchto zmien vytvorili inžinieri špecializovaný systém umelej inteligencie s názvom STEREO. Tento softvér dokáže pomocou hlbokého učenia automaticky analyzovať prirodzené správanie zvierat z videozáznamu, čím nahrádza zdĺhavé manuálne vyhodnocovanie experimentov.

Systém presne zaznamenal, ako sa pôvodne rôznorodé aktivity, ako čuchanie či chodenie, menili na stereotypnú činnosť. Na piaty deň vystavenia kokaínu strávili testovacie subjekty viac ako 60 % času nutkavým olizovaním stien a podlahy. Išlo pritom o aktivitu, ktorá sa u zdravých jedincov bez prítomnosti drogy prakticky vôbec nevyskytovala. Analyzovaná oblasť mozgu v skutočnosti obsahuje dve dôležité nervové dráhy, ktoré neustále súperia o kontrolu nad každým pohybom.

Priama dráha funguje ako pomyselný akcelerátor a jej umelá aktivácia u zdravých jedincov vyvolala rovnaké nutkavé pohyby, aké spôsobuje samotný kokaín. Naopak, nepriama dráha slúži ako brzda, ktorá umožňuje organizmu prerušiť aktuálnu činnosť a plynulo prejsť na inú. Keď výskumníci pomocou metód optogenetiky stimulovali nepriamu dráhu u zvierat pod vplyvom drogy, ich repetitívne správanie sa okamžite zastavilo.

Po vypnutí vonkajšej stimulácie sa však organizmus ihneď vrátil späť k predchádzajúcej chorobnej rutine. Tento prelomový objav má ďalekosiahle dôsledky pre lepšie pochopenie viacerých neurologických porúch, ktoré vôbec nesúvisia so závislosťami. Rôzne topologické časti striata totiž kontrolujú odlišné skupiny svalov, od pohybov končatín až po komplexné otáčanie hlavy.

Vedci predpokladajú, že podobná nerovnováha medzi priamou a nepriamou dráhou v susedných oblastiach vyvoláva iné typy nutkavých telesných pohybov. Tieto cenné zistenia tak poskytujú mechanické vysvetlenie symptómov pri Tourettovom syndróme, Parkinsonovej chorobe či obsedantno-kompulzívnej poruche. Zároveň to otvára dvere pre cielený vývoj úplne nových zlúčenín zameraných na bezpečné obnovenie behaviorálnej flexibility pacientov.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Pochopenie dynamiky nervových dráh prináša nový pohľad na liečbu závislostí a umožňuje presnejší vývoj inovatívnych terapií pre rôzne neuropsychiatrické ochorenia spojené s poruchami motoriky.

Zdroj: interestingengineering.com foto: ChatGPT