Doi cercetători ai Facultăţii de Fizică din cadrul Universităţii Babeş-Bolyai (UBB), dr. Ercsey-Ravasz Maria şi dr. Molnar Botond, s-au alăturat unui proiect major internaţional de cercetare asupra zonelor sistemului de recompense al creierului unde se codifică amintirile legate de diferite tipuri de recompense.
În rezultatele recent publicate în revista Neurpharmacology, cercetătorii au arătat că în timpul comportamentului de căutare de alcool zonele cele mai implicate sunt cortexul insular şi amigdala. Aplicând metodele inovative din teoria grafurilor, au demonstrat apoi că deşi drogurile şi recompensele obişnuite par să afecteze o cantitate similară de neuroni, situaţia este mai complexă în funcţie de ce zone ale creierului sunt activate în timpul procesului. Cercetarea a fost efectuată în cadrul programului Horizon 2020 – SyBill-AA.
Pentru formarea obiceiurilor şi a dependenţelor umane este responsabilă aşa-numita buclă semnal-rutină-recompensă. Spre exemplu, dacă semnalul este stresul, atunci consumul de alcool poate să fie rutina, iar relaxarea în urma acestuia recompensa. Acesta este un proces repetitiv al creierului, care vizează crearea obiceiurilor, adică a proceselor automate, pentru a reduce consumul de energie a creierului. În timp, această buclă devine din ce în ce mai fixă, astfel funcţionarea devine din ce în ce mai automatizată. În timp ce recompensele obişnuite, inclusiv mâncarea, ne-au asigurat supravieţuirea de-a lungul evoluţiei, drogurile, inclusiv alcoolul, pot crea dependenţe foarte severe. Cu toate că avem din ce în ce mai multe cunoştinţe referitoare la funcţionarea buclei obiceiurilor, nu este încă clar cum sunt codificate amintirile pentru diferite tipuri de recompense.
Relaţiile semnal-recompensă sunt codificate în ansamblurile neuronale ale sistemului de recompensă al creierului. Ansamblurile neuronale care sunt implicate în acest proces pot fi detectate din expresia genelor de răspuns cu activare scurtă. În urma studiilor efectuate până acum a fost arătat că relaţiile semnal-recompensă dintre recompensele de droguri şi recompensele obişnuite sunt codificate de ansambluri neuronale de aceeaşi dimensiune. Întrebarea este dacă există diferenţe în funcţie de tipul de recompensă în această codificare neuronală?
În urma studiilor efectuate în cadrul acestui proiect de cercetare, 28 de şobolani Wistar au fost antrenaţi să îşi auto-administreze zaharină sau alcool în urma unui anumit stimul. Acest experiment a fost repetat de mai multe ori, apoi creierele animalelor au fost examinate în secţiuni pentru a determina ce modele de activare ar putea fi identificate la nivel neuronal. Pentru a investiga acest lucru s-au folosit metode ale teoriei grafurilor. Ideea procedurii este de a asocia diferitele arii corticale cu nodurile unui graf, iar corelaţiile dintre valorile potenţialelor de activare dintre aceste arii corespund ponderilor legăturilor dintre nodurile grafului. Această abordare facilitează studierea sistemului ca o reţea complexă.
Cercetarea a oferit rezultate surprinzătoare: în funcţia tipului de recompensă, există o diferenţă foarte mare în meta-ansamblurile activate. Meta-ansamblurile neuronale asociate cu recompensa de alcool conţin legături mai slabe, dar o structură mai uniformă, în timp ce recompensa standard are legături mult mai grupate, dar în cadrul grupurilor legăturile sunt mai strânse. La nivelul acestor meta-ansambluri, în căutarea recompensei de zaharină joacă un rol important cortexul prelimbic şi cel orbitofrontal, iar în timpul comportamentului de căutare de alcool au fost mai degrabă implicate cortexul insular şi amigdala. Acest lucru sugerează că în codificarea celulară a relaţiilor semnal-recompensă reţelele de comunicaţii neuronale sunt cel puţin la fel de importante ca dimensiunea populaţiilor neuronale locale.
Pentru mai multe detalii referitoare la acest studiu vă invităm să accesaţi https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0028390821000502.
