Iowa-forskere identifiserer nevrale kretsløp assosiert med stressresponser

Iowa-forskere identifiserer nevrale kretsløp assosiert med stressresponser

På et tidspunkt har vi alle følt oss lammet av en trussel eller fare.

Forskere ved University of Iowa har oppdaget hvor denne responsen på en trussel oppstår. I en ny studie bekreftet forskere at en nevral krets som forbinder to separate regioner i hjernen bestemmer hvordan dyr, inkludert mennesker, reagerer på en stressende situasjon. Gjennom eksperimenter viste forskerne hvordan rotter reagerte på en trussel enten passivt eller aktivt, og koblet hver respons til en spesifikk signalvei i hjernen.

I en annen test manipulerte forskerne nevrale kretsløp slik at rotter overvant en lammende reaksjon på fare og i stedet reagerte aggressivt på trusselen.

Den nevrale kretsen identifisert med stressresponsen forbinder den caudale mediale prefrontale cortex med den dorsolaterale periakveduktale grå i mellomhjernen. På grunn av de velkjente fysiske og psykologiske effektene av kronisk stress, er det viktig å etablere sammenhengen og hvordan den regulerer stress.

Mange kroniske stresslidelser som depresjon og angstlidelser er assosiert med det som kalles passiv mestringsatferd. Vi vet at mange av disse sykdommene er forårsaket av stress i livet. Den enkleste grunnen til at vi er interessert i denne veien er å se den som en krets som kan fremme motstandskraft mot stress.»

Jason Radley, førsteamanuensis, Institutt for psykologi og hjernevitenskap og tilsvarende forfatter av studien

Tidligere forskning har identifisert caudal medial prefrontal cortex-midbrain-dorsolateral periaqueductal grå som en nøkkelvei som bestemmer hvordan dyr reagerer på stress. Radleys team bekreftet viktigheten av banen ved å inaktivere den og deretter observere hvordan rottene reagerte på en trussel. Rottene kunne reagere på to grunnleggende måter: Den ene er passiv, noe som betyr at de i hovedsak ikke beveget seg som svar på trusselen. Den andre er aktiv, gjennom en rekke atferd som å begrave trusselen (en sjokksonde i eksperimentene), reise seg på bakbeina eller søke en rømningsvei.

Forskerne fant ut at når de deaktiverte rottenes nevrale stresskretser, reagerte dyrene passivt, noe som betyr at de ikke reagerte direkte på trusselen.

"Dette viser at denne veien er nødvendig for aktiv mestringsatferd," sier Radley.

Deretter tvang forskerne rottene til å reagere passivt ved å fjerne sengetøyet fra buret, noe som hindret dem i å begrave trusselmekanismen. Da teamet aktiverte nevrale banen, endret rottene atferd og reagerte aktivt på trusselen. Den aktive responsen skjedde selv om dyrene ble stående uten sengetøy, noe som burde ha utløst en passiv respons. I tillegg viste blodprøver tatt før og etter at rottenes nevrale kretsløp ble aktivert at deres stresshormonnivåer ikke økte når de ble konfrontert med trusselen.

"Dette betyr at vi så brede stress-buffrende effekter gjennom aktivering av signalveien," sier Radley. "Ikke bare gjenopplivet rottenes aktive mestringsatferd, det gjenopprettet dem også og reduserte frigjøringen av stresshormoner betydelig."

I et tredje sett med eksperimenter utsatte forskere rotter for kronisk variabel stress, noe som betyr at de ble utsatt for regelmessig stress over to uker. Etter to ukers kondisjonering ble rottene plassert i bur og utsatt for trusler. De reagerte passivt, nektet å bevege seg, og stresshormonene deres økte, slik forskerne mistenkte.

Den kroniske stresstesten er viktig, sier Radley, fordi folk er utsatt for kronisk stress. Av ukjente årsaker fortsetter noen mennesker å bære disse stressbyrdene, noe som kan føre til fysiske og psykiske lidelser. Imidlertid viser andre lite eller ingen hukommelse av kronisk stress. Forskerne kaller denne oppførselen «stressresiliens».

"Det er mulig at hvis vi kunne forstå prosessene i hjernen som kan regulere motstandskraft, kan vi velge noen av disse hjernekretsene," sier Radley, selv om han legger til at dette ikke er et umiddelbart alternativ.

Forskerne planlegger å undersøke de nøytrale forbindelsene som ligger oppstrøms og nedstrøms for den caudale mediale prefrontale cortex-midthjerne-dorsolaterale periakveduktale grå banen.

"Vi forstår ikke hvordan disse effektene endrer hjernen mer bredt," sier Radley.

Studien, "Aktivitet i en prefrontal-periakveduktal grå krets overvinner atferdsmessige og endokrine trekk ved passiv mestring av stressresponser," ble publisert online 28. oktober i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Den første forfatteren fra Iowa er Shane Johnson. Medforfattere, alle fra Iowa, inkluderer Ryan Lingg, Timothy Skog, Dalton Hinz, Sara Romig-Martin og Nandakumar Narayanan. Victor Viau fra University of British Columbia i Vancouver er en medvirkende forfatter.

National Institutes of Health Office of Mental Health og Brain and Behavior Research Foundation finansierte forskningen.

Kilde:

University of Iowa

Referanse:

Johnson, S., et al. (2022) Aktivitet i en prefrontal-periakveduktal grå krets overvinner atferdsmessige og endokrine trekk ved den passive stressmestringsresponsen. PNAS.

.