Suche
Mein Konto
De emoties achter herinneringen begrijpen
Thought LeaderProfessor Kay TyeWylie Vale-StuhlSalk Instituut voor Biologische Studies In dit interview praten we met professor Kay Tye en Hao Li over hun nieuwste onderzoek naar herinneringen en hoe we de emoties daarachter kunnen gaan begrijpen. Kunt u uzelf voorstellen en ons vertellen wat uw carrière in de neurobiologie inspireerde? Mijn naam is Kay Tye en ik ben moeder van twee kinderen in de leeftijd van 6 en 9. Toen ik op de middelbare school zat, was ik er vrij zeker van dat ik ooit schrijver zou worden, en ik had een grote interesse in Engelse literatuur, die...
De emoties achter herinneringen begrijpen
In dit interview praten we met professor Kay Tye en Hao Li over hun nieuwste onderzoek naar herinneringen en hoe we de emoties daarachter kunnen gaan begrijpen.
Kunt u uzelf voorstellen en ons vertellen wat uw carrière in de neurobiologie inspireerde?
Mijn naam is Kay Tye en ik ben moeder van twee kinderen in de leeftijd van 6 en 9. Toen ik op de middelbare school zat, was ik er vrij zeker van dat ik ooit schrijver zou worden, en ik had een grote interesse in Engelse literatuur, wat een ‘onpraktische keuze’ was in een huishouden met twee ouders die wetenschappers waren. Ik denk na over mijn enorme voorrecht om te zijn opgevoed door een bioloog en een snaartheoreticus, die allebei altijd van hun werk leken te houden; maar toen was ik een opstandige tiener en wilde ik Engels als hoofdvak studeren. Een van de dingen die ik het leukst vond aan literatuur was hoe de verhalen zich ontvouwen en hoe de personages zich ontwikkelen en zich aan ons openbaren. De beste literatuur werd naar mijn mening gekenmerkt door het vermogen om de subjectieve ervaring van iemand anders vast te leggen en in het geheugen op te slaan.
Ik was benieuwd hoe we allemaal zo verschillend kunnen zijn in onze reacties en waargenomen ervaringen, maar allemaal aspecten hebben die fundamenteel hetzelfde zijn. Ik raakte geïnteresseerd in psychologie, en de zoektocht naar antwoorden op de vraag hoe de meest onbeschrijfelijke ervaringen in de biologie daadwerkelijk worden geïmplementeerd, werd een droom.
De neurowetenschappencursussen waaraan ik al vroeg werd blootgesteld, waren vooral gericht op sensorische en motorische systemen in plaats van op de neurale mechanismen van gedachten en gevoelens. De herinnering was zeker iets dat mijn interesse wekte. Ik heb veel momenten waarop ik ‘wist’ dat ik (misschien) neurowetenschapper zou worden, maar één die het vermelden waard is vanwege het voorrecht van de ervaring die ik nauwelijks kon waarderen als nieuweling die haar introductiecursus psychologie nog niet had afgerond: ik ontmoette Henry Molaison, beter bekend als case study-patiënt HM – de man die een bilaterale temporale lobectomie had ondergaan waardoor hij geen hippocampus meer had en niet in staat was nieuwe herinneringen te vormen.
Oude herinneringen waren veilig en glashelder, maar nieuwe herinneringen (een nieuwe persoon ontmoeten, je herinneren of je geluncht hebt, in de spiegel kijken en geschokt zijn als je het gezicht van een oude man ziet in plaats van de weerspiegeling van een jongere man die je tientallen jaren geleden kende na zijn temporale lobectomie).
Onze herinneringen, gevoelens, gedachten en relaties met anderen zijn de processen die mij zo lang als ik mij kan herinneren fascineren, en ik ben net zo nieuwsgierig als altijd om ze te begrijpen.
Afbeelding tegoed: Net Vector/Shutterstock.com
Elke ervaring die een individu heeft, wordt geassocieerd met een gevoel; dit wordt ‘valentie-mapping’ genoemd. Kunt u ons alstublieft meer vertellen over hoe dit werkt?
Bijna al ons gedrag wordt gemotiveerd door twee emotionele waarden: het nastreven van beloning en het vermijden van straf. Terwijl we de wereld om ons heen ervaren, worden we voortdurend gebombardeerd door zintuiglijke prikkels, waarvan de meeste onbelangrijk zijn. We moeten snel de belangrijkste informatie eruit filteren om een beslissing te kunnen nemen.
Om dit te doen, zouden onze hersenen door middel van leren een positieve of negatieve waarde toekennen aan de omgevingsstimulus, waardoor we de stimulus kunnen gebruiken als signaal om een positieve of negatieve ervaring te associëren en toekomstige resultaten te voorspellen. Dit proces noemen we valentietoekenning.
Je hebt al onderzoek gedaan naar valentiekartering bij muizen. Hoe heeft dit onderzoek bijgedragen aan het leggen van een basis voor uw laatste onderzoek?
We hebben eerder ontdekt dat verschillende amygdala-neuronen coderen voor beloning en straf na associatief leren. Maar hoe verhouden externe prikkels zich tot beloningen of straffen?
In de huidige studie hebben we specifiek onderzocht hoe amygdala-neuronen zijn gevormd voor het coderen van beloning of straf en hoe deze neuronen informatie over de voorspellende stimuli en de uitkomst ervan met een tussenpoos van vele seconden kunnen binden. We hebben eerder transcriptomische expressieprofielen tussen deze verschillende door projectie gedefinieerde amygdala-neuronen vergeleken en ontdekten dat het neurotensinereceptorgen in de ene populatie verrijkt is in vergelijking met de andere. Dit bracht ons ertoe te veronderstellen dat neurotensine een uitstekende kandidaat zou kunnen zijn voor het oplossen van het valentietoewijzingsprobleem.
In je meest recente onderzoek heb je de gevoelens onderzocht die verband houden met herinneringen. Kunt u ons meer vertellen over de manier waarop u uw onderzoek heeft uitgevoerd?
Om de valentie-mapping te onderzoeken, of hoe muizen emoties kunnen associëren met herinneringen, hebben we muizen getraind om de ene auditieve toon te associëren met sucrose-beloning en een andere auditieve toon met shockstraf.
Zodra muizen de associatie leerden, naderden ze de sucrosepoort als reactie op de toon die de afgifte van sucrose voorspelde en liepen ze vast of renden ze weg als reactie op de toon die de schokafgifte voorspelde.
Wat heb je ontdekt?
We hebben veranderingen in de neurotensineconcentratie in de amygdala tijdens het leren gevolgd met behulp van een nieuwe genetisch gecodeerde neurotensinesensor en ontdekten dat de neurotensineconcentratie in de amygdala werd verhoogd door beloning en verlaagd door straf.
Als we de neurotensineconcentratie in de amygdala kunstmatig manipuleren met behulp van CRISPR of optogenetica, kunnen we het gedrag van dieren ten aanzien van beloning of straf beïnvloeden. Meer neurotensine in de amygdala -> beloning; minder neurotensine in de amygdala -> straf
Fotocredit: Andrii Vodolazhskyi/Shutterstock.com
In uw onderzoek heeft u CRISPR gebruikt om de functie van neurotransmitters te isoleren, de eerste keer dat dit voor dit doel werd gebruikt. Hoe belangrijk is deze technologie voor het bewerken van genen geweest voor uw onderzoek, en hoe draagt de voortdurende vooruitgang in de levenswetenschappen bij tot nieuwe wetenschappelijke ontdekkingen op andere gebieden?
De CRISPR-experimenten zijn uiterst belangrijk in onze studie omdat deze aanpak ons in staat stelde selectief neurotensinesignalering te isoleren zonder andere neurotransmitters (zoals glutamaat) te beïnvloeden die ook samen met neurotensine aan stroomafwaartse doelen worden afgeleverd. Op deze manier kunnen we er zeker van zijn dat de effecten van deze CRISPR-manipulatie specifiek zijn voor de bijdrage van neurotensine, maar niet voor de andere neurotransmitters die tegelijkertijd vrijkomen.
Op sommige niveaus wordt de vooruitgang in de levenswetenschappen beperkt door de ontdekking van nieuwe instrumenten die ons in staat zouden stellen biologische problemen veel diepgaander en nauwkeuriger te bestuderen.
Hoe kan uw onderzoek mogelijk ook bijdragen aan een beter begrip van psychische stoornissen zoals angst en PTSS? Zou dit tot nieuwe behandelingen kunnen leiden?
De stemming kan van dag tot dag binnen een bepaald bereik schommelen. Als de fluctuatie echter buiten het bereik valt, wordt dit als een pathologie beschouwd. Over het algemeen leidt te veel positieve verwerking (beloning) tot verslavend gedrag zoals gokken of drugsverslaving, terwijl te veel negatieve verwerking (straf) leidt tot depressie of angst.
We ontdekten dat het veranderen van de afgifte van neurotensine in de amygdala zowel belonings- als straftoestanden kan veroorzaken. Het stelt ons in staat neurotensine te moduleren om de onaangepaste/overmatige positieve of negatieve valentieverwerking in de ziektetoestanden in evenwicht te brengen/te compenseren.
Fotocredit: Motortion Films/Shutterstock.com
Wat zijn de volgende stappen voor u en uw onderzoek?
Hoofdauteur Hao Li opent zijn eigen onderzoekslaboratorium aan de Northwestern University, waar hij de rol van verschillende neuropeptiden in gezondheid en ziekte zal blijven onderzoeken.
Waar kunnen lezers meer informatie vinden?
Over professor Kay Tye
Kay Tye studeerde in 2003 af aan het MIT met een hoofdvak in hersen- en cognitieve wetenschappen en promoveerde aan de UCSF op een proefschrift gericht op hoe de amygdala plasticiteit ervaart bij het leren van beloningen. Ze voltooide haar postdoctorale opleiding bij Karl Deisseroth aan Stanford, en haar werk concentreerde zich op het richten van specifieke projecties in de amygdala om angst bidirectioneel onder controle te houden.
Ze richtte in 2012 haar eigen laboratorium op aan het MIT, met de nadruk op het begrijpen van de neurale circuitmechanismen van emotionele valentie, waar ze in 2018 een functie kreeg. In 2019 verplaatste ze haar laboratorium van MIT naar het Salk Institute en werd Wylie Chair Professor van het Systems Neurobiology Laboratory. In 2021 werd ze onderzoeker bij het Howard Hughes Medical Institute.
Over Dr. Hao Li
Hao is geboren en getogen in Peking, China, en verhuisde vervolgens naar de Verenigde Staten na het behalen van een bachelordiploma aan de Shandong Universiteit. Hij voltooide zijn Ph.D. in neurowetenschappen aan de Medische Universiteit van South Carolina en werkte in het laboratorium van Dr. Thomas Jhou. In 2019 trad Hao in dienst bij Dr. Kay Tye bij het Salk Institute.
Hao is nu een nieuwe assistent-professor bij de afdeling Psychiatrie en Gedragswetenschappen en de afdeling Neurowetenschappen van de Northwestern University.
.