Ar fi util pentru supraviețuire dacă animalele ar avea o modalitate de a introduce toate informațiile senzoriale, de la vedere, miros, atingere, gust și auz într-un singur circuit neuronal care să declanșeze o parte a creierului numită amigdala pentru a iniția un răspuns de frică odată ce este atins un anumit prag, scrie descopera.ro.

Cu toate acestea, existența unei astfel de căi neuronale nu a fost încă stabilită. Un nou studiu a furnizat acum dovezi puternice ale existenței a două circuite care nu se suprapun și care lucrează împreună pentru a declanșa frica în creierul nostru.

Echipa de cercetători din spatele studiului a pornit de la suspiciunea că neuronii care se folosesc de o moleculă numită calcitonina (CGRP) au jucat un rol important în acest proces, alături de ,,centrul fricii” din creier – amigdala.

Două circuite din creier lucrează împreună pentru a declanșa frica

Testându-și ipoteza pe șoareci modificați genetic, ei au descoperit două populații distincte de acești neuroni CGRP în trunchiul cerebral și în talamus, care se conectau la amigdala animalului.

Neuronii umani exprimă, de asemenea, CGRP, astfel încât este posibil ca acest circuit să fie implicat în afecțiuni precum migrenele, PTSD și tulburările din spectrul autist.

Cercetătorii au echipat șoarecii cu un mic dispozitiv pentru imagistica calciului numit miniscop, care permite oamenilor de știință să urmărească activitatea neuronilor CGRP în timp ce șoarecele se deplasează liber și răspunde la mediul său.

Șoarecii au fost apoi confruntați cu stimuli de amenințare, inclusiv un mic șoc la picior; o explozie de sunet care imita o explozie de tunet sau un disc în expansiune, iminent, care simula apropierea rapidă a unei păsări.

Un sistem central de alarmă

Oamenii de știință au înregistrat activitatea a 160 de neuroni CGRP, jumătate din fiecare dintre cele două varietăți: CGRPSPFp și CGRPPBel.

Ei au descoperit că majoritatea neuronilor CGRP și-au crescut activitatea atunci când șoarecele a fost confruntat cu sunete, gusturi, mirosuri, senzații și indicii vizuale amenințătoare. Neuronii nu au răspuns la fel de puternic la stimuli de control.

,,Calea cerebrală pe care am descoperit-o funcționează ca un sistem central de alarmă„, spune Sung Han, neurobiolog la Salk Institute for Biological Studies din California.

,,Am fost entuziasmați să descoperim că neuronii CGRP sunt activați de indicii senzoriale negative din toate cele cinci simțuri – vedere, sunet, gust, miros și atingere.”

Studiul ar putea duce la noi tratamente

Cercetătorii au vrut să confirme că acești neuroni CGRP sunt necesari pentru percepția multisenzorială a amenințărilor. Cu alte cuvinte, că alți neuroni nu declanșau același răspuns de frică.

La șoareci, ei au redus la tăcere neuronii CGRP și au efectuat din nou experimentul pentru a vedea dacă animalele au continuat să prezinte același model de comportament de frică ca răspuns la stimuli înfricoșători.

Cercetătorii au descoperit că șoarecii la care acești neuroni au fost reduși la tăcere au fost semnificativ mai puțin predispuși să răspundă la un șoc electric la picior sau la sunete puternice, scrie ScienceAlert.

,,Aceste rezultate indică faptul că neuronii CGRPSPFp și CGRPPBel sunt necesari pentru medierea răspunsurilor comportamentale la diferite seturi de amenințări multisenzoriale”, scriu cercetătorii în lucrarea lor.

Neuronii, necesari pentru formarea de amintiri ale amenințărilor

Echipa a demonstrat, de asemenea, că acești neuroni CGRP sunt necesari pentru formarea de amintiri ale amenințărilor, folosind un așa-numit experiment de învățare pavloviană.

Prin convergența tuturor acestor semnale de amenințare într-o singură zonă a creierului, aceasta ar putea ajuta animalele să faciliteze luarea deciziilor, concluzionează cercetătorii.

Dacă același circuit neuronal CGRP se regăsește și la oameni, atunci această cercetare ar putea informa tratamentele pentru afecțiuni medicale.

Această lucrare a fost publicată în Cell Reports..