Harjutus stimuleerib neuronite kasvu ja aitab unustada traumad ja sõltuvused

Toronto Ülikooli (Kanada) ja Kyushu Ülikooli (Jaapani) teadlased on leidnud, et neuronite moodustumise suurendamine ja seejärel hipokampuses närviühenduste ümberprogrammeerimine treeningu või geneetilise manipuleerimise abil aitab hiirtel unustada traumaatilisi või narkootikumidega seotud mälestusi. Ajakirjas Molecular Psychiatry avaldatud tulemused võivad pakkuda uut lähenemisviisi vaimsete häirete, näiteks traumajärgse stressihäire (PTSD) või narkosõltuvuse ravimiseks.

PTSD on vaimuhaigus, mille võib põhjustada traumaatilise sündmuse, näiteks loodusõnnetuse, tõsise õnnetuse või rünnaku kogemine või pealtnägemine. Üle maailma kannatab umbes 3,9% elanikkonnast PTSD all, mida iseloomustavad eredad mälestused ja traumaatilist sündmust meenutavate kohtade või inimeste vältimine. PTSD-d ravitakse tänapäeval sageli teraapia või ravimitega, näiteks antidepressantidega, kuid kuna paljud inimesed ei reageeri ravile tõhusalt, otsivad teadlased jätkuvalt erinevaid ravimeetodeid.

Selles hiirtega läbi viidud uuringus keskendusid Kyushu ülikooli farmaatsiateaduskonna dotsent Risako Fujikawa, tema endine juhendaja Toronto ülikooli professor Paul Frankland ja nende meeskond, sealhulgas Adam Ramsaran, sellele, kuidas hipokampuses toimuv neurogenees – uute neuronite moodustumise protsess – mõjutab hirmumälestusi unustamise võimet. Hipokampus, ajupiirkond, mis on oluline konkreetsete kohtade ja kontekstidega seotud mälestuste moodustamiseks, toodab iga päev uusi neuroneid piirkonnas, mida nimetatakse dentate gyrus'eks.

„Nurogenees on oluline uute mälestuste kujunemiseks, aga ka nende unustamiseks. Me arvame, et see juhtub seetõttu, et kui uued neuronid integreeruvad närviringetesse, tekivad uued ühendused ja vanad hävivad, mis kahjustab mälestuste meenutamise võimet,“ selgitab Fujikawa. „Me tahtsime näha, kas see protsess aitab hiirtel unustada tugevamaid, traumaatilisi mälestusi.“

Teadlased andsid hiirtele erinevates tingimustes kaks tugevat elektrilööki. Esiteks said hiired elektrilöögi pärast seda, kui nad lahkusid eredalt valgustatud valgest kastist ja sisenesid pimedasse kambrisse, mis lõhnas etanooli järele. Pärast teist elektrilööki erinevates tingimustes ilmnes hiirtel PTSD-laadne käitumine.

Kuu aega hiljem olid hiired ikka veel hirmunud ja vastumeelsed algsesse pimedasse sektsiooni sisenemise suhtes, mis näitas, et nad polnud traumaatilist mälestust unustanud. See hirm levis ka teistesse pimedatesse sektsioonidesse, mis viitas üldisele hirmule. Lisaks uurisid hiired vähem avatud ruume ja vältisid keskpunkti, mis viitas ärevusele.

Seejärel uurisid teadlased, kas neid PTSD sümptomeid saab leevendada treeninguga, mis uuringud on näidanud neurogeneesi suurenemist. Topeltšoki saanud hiired jagati kahte rühma: ühele rühmale anti jooksuratas.

Nelja nädala pärast oli neil hiirtel hipokampuses suurenenud äsja moodustunud neuronite arv ja, mis oluline, neil oli vähem PTSD sümptomeid kui hiirtel, kellel polnud juurdepääsu jooksurajale.

Lisaks takistas hiirte enne teist insulti treenimine ka mõnede PTSD sümptomite teket.

Kuna treening mõjutab aju ja keha mitmel moel, polnud selge, kas see oli tingitud hipokampuse närviühenduste ümberprogrammeerimisest neurogeneesi kaudu või muudest teguritest. Seega kasutasid teadlased kahte erinevat geneetilist lähenemisviisi, et hinnata äsja moodustunud neuronite integreerumise mõju ainult hipokampusesse.

Kui hipokampuses olevad uued neuronid valguse poolt aktiveeriti, kasvasid nad kiiremini ja näitasid rohkem hargnemist. Foto: Paul Frankland; Toronto Ülikool. Esiteks kasutasid teadlased tehnikat nimega optogeneetika, mis hõlmab valgustundlike valkude lisamist äsja moodustunud neuronitele dentate gyrus'es, võimaldades neuronitel valguse abil aktiveerida. Kui nad suunasid neile rakkudele sinise valguse, küpsesid uued neuronid kiiremini. 14 päeva pärast olid neuronid kasvanud pikemaks, neil oli rohkem harusid ja nad integreerusid kiiremini hipokampuse närviahelatesse.

Teise lähenemisviisina kasutas uurimisrühm geenitehnoloogiat, et eemaldada äsja moodustunud neuronitest valk, mis aeglustab neuronite kasvu. See viis ka neuronite kiirema kasvuni ja suurenenud värbamiseni närviringidesse.

Mõlemad geneetilised lähenemisviisid vähendasid hiirtel pärast topeltšokki PTSD sümptomeid ja lühendasid hirmumälestuse unustamiseks kuluvat aega. Mõju oli aga nõrgem kui treeningul täheldatud ja ei vähendanud hiirte ärevustaset.