Kawasan otak utama memainkan peranan penting dalam ketagihan
Penyelidikan baru mendapati bahawa otak kecil, sebahagian besar otak manusia yang difikirkan oleh saintis terutama terlibat dalam kawalan motor, mungkin memainkan peranan penting dalam mencari ganjaran dan tingkah laku sosial. Penemuan ini dapat membantu memberitahu terapi masa depan untuk merawat ketagihan.
Penyelidikan baru-baru ini mengisyaratkan fakta bahawa, selain pergerakan, otak kecil otak juga dapat membantu mengendalikan fungsi kognitif, seperti bahasa, pembelajaran, dan perhatian.
Kini, para saintis di Albert Einstein College of Medicine di Bronx, NY, menunjukkan bahawa kawasan ini juga dapat mengatur pemprosesan ganjaran dan ketagihan.
Kamran Khodakhah, Ph.D., yang merupakan profesor dan ketua Jabatan Neurosains Dominick P. Purpura di Einstein, mengetuai kajian baru itu. Para saintis melakukan kajian pada tikus.
Prof Khodakhah dan pasukannya menerbitkan hasilnya dalam jurnal itu Sains. Ilaria Carta, seorang penyelidik doktor di Einstein, dan Christopher Chen, Ph.D., kedua-duanya adalah penulis pertama makalah ini.
Mengapa mengkaji otak kecil?
Prof Khodakhah dan rakan-rakannya didorong dalam usaha penyelidikan mereka oleh kajian yang lebih baru yang mengisyaratkan peranan otak dalam ketagihan dan interaksi sosial.
Sebagai contoh, beberapa kajian mendapati bahawa cerebellum tidak berfungsi dengan baik pada orang yang mempunyai tingkah laku ketagihan, gangguan spektrum autisme (ASD), sindrom afektif kognitif, dan skizofrenia.
Kajian MRI lain menunjukkan bahawa otak orang yang hidup dengan ketagihan hiperaktif sebagai tindak balas terhadap rangsangan yang berkaitan dengan ketagihan mereka, seperti gambar jarum suntik.
"Gagasan bahawa otak kecil melakukan lebih banyak daripada mengawal pergerakan disambut dengan banyak keraguan," jelas penulis kanan kajian, "dan tidak ada yang memiliki petunjuk nyata tentang bagaimana otak kecil mempengaruhi pelepasan dopamin."
Para saintis telah menjuluki dopamin sebagai neurotransmitter “seks, dadah, dan rock’n’roll” kerana peranan utamanya dalam tingkah laku mencari ganjaran. Apabila manusia - atau primata - menerima ganjaran yang menggembirakan, sama ada di akhir proses pembelajaran atau untuk tujuan rekreasi, tubuh mereka melepaskan hormon.
Kawasan otak lain yang telah dilakukan oleh para saintis dalam pemprosesan ganjaran adalah kawasan yang disebut ventral tegmental (VTA). Oleh itu, dalam kajian ini, para saintis membuat hipotesis bahawa neuron dalam otak kecil akan berkomunikasi dengan neuron VTA, yang bertanggungjawab melepaskan dopamin.
Menggunakan cahaya untuk mengkaji neuron pada tikus
Para saintis menggunakan optogenetik untuk menguji hipotesisnya. Optogenetik adalah teknik di mana saintis mengubah genetik secara genetik sehingga mereka bertindak balas terhadap cahaya.
Dengan mendorong fotosensitiviti secara genetik, para penyelidik dapat secara selektif mengaktifkan akson neuron dalam otak kecil. Dengan berbuat demikian, mereka ingin melihat bagaimana neuron di VTA akan terjejas.
Sepertiga dari neuron VTA ditembakkan sebagai tindak balas terhadap rangsangan akson, membuktikan bahawa neuron di otak kecil berkomunikasi dengan mereka yang berada di VTA.
Seterusnya, para saintis ingin melihat bagaimana, jika sama sekali, komunikasi dalaman ini mempengaruhi tingkah laku mencari ganjaran. Untuk mengkaji aspek ini, para penyelidik melakukan satu siri eksperimen pada tikus.
Bagaimana otak kecil mempengaruhi pencarian ganjaran
Dalam eksperimen pertama, tikus bebas menjelajahi keempat-empat sudut sebuah bilik, tetapi ketika mereka sampai di satu sudut tertentu, para penyelidik merangsang neuron serebelum tikus menggunakan optogenetik.
Para saintis membuat hipotesis bahawa, jika rangsangan itu menyenangkan, tikus akan terus mencari tingkah laku yang memberangsangkan - iaitu, mereka berulang kali kembali ke sudut di mana mereka menerima rangsangan yang menyenangkan.
Seperti yang diharapkan pasukan, tikus yang dirangsang memilih untuk kembali ke sudut yang sama lebih kerap daripada tikus kawalan.
Seterusnya, untuk mengesahkan bahawa merangsang akson neuron serebelar berperanan dalam ketagihan, para penyelidik mengkondisikan tikus untuk menerima rangsangan akson yang menyenangkan di kawasan yang terang.
Biasanya, tikus menghindari cahaya terang dan cenderung merasa lebih selesa dalam kegelapan, di mana mereka dapat menghindari pemangsa. Tetapi dalam eksperimen terakhir ini, mereka memilih untuk tidak memilih pilihan biasa, demi rangsangan yang menggembirakan.
"Walaupun tikus biasanya menjauhi kawasan terang, sekarang mereka lebih suka berlari ke arah cahaya, kerana di situlah mereka ingat mendapat hadiah [...] Ini menunjukkan bahawa otak kecil berperanan dalam tingkah laku ketagihan."
Prof Kamran Khodakhah
Cerebellum juga merupakan kunci untuk tingkah laku sosial
Percubaan lain menunjukkan bahawa jalan antara akson cerebellar dan neuron VTA juga berperanan dalam tingkah laku sosial.
Para penyelidik memasukkan tikus ke dalam kotak dengan tiga ruang. Tikus mempunyai pilihan untuk berinteraksi dengan objek, tikus lain, atau bersendirian di tempat kosong.
Ketika mereka memilih untuk berinteraksi secara sosial, jalur akson cerebellar – VTA neuron paling aktif. Namun, ketika para saintis menggunakan optogenetik untuk membungkam jalur neuron ini, tikus memilih untuk bersendirian atau berinteraksi dengan benda mati.
Hasilnya menunjukkan kepada para penyelidik bahawa laluan akson cerebellar – VTA neuron mungkin tidak berfungsi pada orang dengan ASD.
"Data kami menyokong peranan otak kecil dalam memproses ganjaran dan mengawal tingkah laku sosial," kata penulis.
"Kami mencadangkan agar jalan [...] ini dapat menjelaskan, setidaknya sebagian, hubungan antara cerebellum dan tingkah laku ketagihan, dan menyediakan dasar untuk peranan otak kecil dalam tingkah laku bermotivasi dan sosial yang lain."
