Ce au în comun serotonina și răbdarea

Serotonina îi face pe șoareci să aștepte mai mult timp mâncarea, în funcție de locul în care este eliberată în creier. Autorii studiului, dr. Katsuhiko Miyazaki și dr. Kayoko Miyazaki, au publicat rezultatele în Science Advances.

„Serotonina este unul dintre cei mai renumiți neuromodulatori ai comportamentului, ajutând la reglarea dispoziției, a ciclurilor de somn-veghe și a poftei de mâncare. Cercetările noastre arată că eliberarea acestui mesager chimic joacă, de asemenea, un rol crucial în promovarea răbdării, sporind timpul în care șoarecii sunt dispuși să aștepte o recompensă alimentară”, a spus dr. Katsuhiko Miyazaki.

Cea mai recentă lucrare a oamenilor de știință se bazează foarte mult pe cercetările anterioare, în care unitatea a folosit o tehnică puternică numită optogenetică - utilizând lumina pentru a stimula neuronii specifici din creier - pentru a stabili o legătură cauzală între serotonină și răbdare.

Oamenii de știință au crescut șoareci prin inginerie genetică care aveau neuroni care eliberează serotonină care exprimă o proteină sensibilă la lumină. Aceasta a însemnat că cercetătorii ar putea stimula acești neuroni să elibereze serotonină la momente precise prin strălucirea luminii, folosind o fibră optică implantată în creier. Cercetătorii au descoperit că stimularea acestor neuroni în timp ce șoarecii așteptau mâncare și-au crescut timpul de așteptare, cu efectul maxim observat atunci când probabilitatea de a primi o recompensă era mare, dar când momentul recompensei era incert.

,,Pentru ca serotonina să promoveze răbdarea, șoarecii trebuiau să aibă încredere că va veni o recompensă, dar nesigură când va sosi”, a spus dr. Miyazaki.

Oamenii de știință au explorat în mod specific care dintre zonele creierului a contribuit la reglarea răbdării. Echipa s-a concentrat pe trei zone cerebrale care s-au dovedit a crește comportamentele impulsive atunci când au fost deteriorate - o structură profundă a creierului numită nucleul accumbens și două părți ale lobului frontal numite cortexul orbitofrontal și cortexul prefrontal medial. „Comportamentele de impuls sunt legate intrinsec de răbdare,  cu cât un individ este mai impulsiv, cu atât este mai puțin răbdător”, a explicat dr. Miyazaki.

 Când oamenii de știință au stimulat eliberarea serotoninei în cortexul orbitofrontal și cortexul prefrontal medial, au descoperit că șoarecii așteptau mai mult, cu câteva diferențe cruciale.

,,Diferențele observate în modul în care fiecare zonă a creierului a răspuns la serotonină sugerează că fiecare zonă a creierului contribuie la comportamentul general de așteptare a șoarecilor în moduri separate”, a spus dr. Miyazaki.

Modelarea răbdării

Pentru a investiga mai departe acest lucru, oamenii de știință au construit un model de calcul pentru a explica comportamentul de așteptare al șoarecilor. Prin urmare, ei pot judeca în timp dacă se află într-un proces de recompensă sau fără recompensă și pot decide dacă vor continua să aștepte sau nu. Modelul presupune, de asemenea, că cortexul orbitofrontal și cortexul medial prefrontal utilizează diferite modele interne de sincronizare a recompensei, acesta din urmă fiind mai sensibil la variațiile de sincronizare, pentru a calcula probabilitățile de recompensare individual.

Cercetătorii au descoperit că modelul se potrivește cel mai bine cu datele experimentale ale timpului de așteptare prin creșterea probabilității de recompensă așteptate de la 75% la 94% sub stimularea serotoninei. Mai simplu spus, serotonina a crescut convingerea șoarecilor că se află într-un proces de recompensă, așa că au așteptat mai mult.

,,Creșterea cunoștințelor noastre despre modul în care diferitele zone ale creierului sunt mai mult sau mai puțin afectate de serotonină ar putea avea implicații vitale în dezvoltarea viitoare a medicamentelor. De exemplu, inhibitorii selectivi ai recaptării serotoninei (ISRS) sunt medicamente care cresc nivelul de serotonină din creier și sunt folosiți pentru tratarea depresiei. Aceasta este o zonă pe care suntem dornici să o explorăm în viitor, folosind modele depresive ale șoarecilor. S-ar putea să constatăm în anumite condiții genetice sau de mediu că unele dintre aceste zone ale creierului identificate au funcții modificate. Prin fixarea acestor regiuni, acest lucru ar putea deschide căi pentru a oferi tratamente mai bine direcționate care acționează asupra unor zone specifice ale creierului, mai degrabă decât pe întregul creier", a spus dr. Miyazaki, potrivit Sciencedaily.com.