Apabila anjing Ivan Pavlov mendengar bunyi loceng, anak anjing itu mula memanjat ketika menjamu makan malamnya. Apabila tikus profesor Mary Torregrossa mendengar nada yang sama, mereka menginginkan kokain. Sekurang-kurangnya, beberapa daripada mereka melakukan - sebelum Torregrossa dan rakan-rakannya menulis semula kenangan mereka.
Torregrossa mengkaji psikologi penagihan dadah dan kambuh di Universiti Pittsburgh School of Medicine (di mana dia juga seorang profesor psikiatri bersekutu). Dalam satu kajian baru yang diterbitkan pada 22 Januari di jurnal Cell Reports, Torregrossa dan dua rakannya menubuhkan eksperimen Pavlovir di mana sekumpulan tikus makmal datang untuk mengaitkan isyarat audiovisual tertentu dengan tergesa-gesa pengambilan kokain.
Akhirnya, hanya melihat atau mendengar isyarat membuat tikus mengidamkan lebih banyak kokain - sehingga para penyelidik "menghapus" persatuan dari otak tikus menggunakan teknik stimulasi neural yang dipanggil optogenetics. Tiba-tiba, tikus terdedah kepada isyarat audiovisual yang sama sekali membuatkan otak mereka bersinar dengan harapan tidak menunjukkan minat terhadap petunjuk itu.
"Ia seperti mereka tidak pernah melihat kokain," Torregrossa memberitahu Live Science. "Itu menarik, kerana ada kemungkinan bahawa, di jalan raya, mungkin ada teknologi rangsangan saraf yang mungkin dapat mengurangkan keinginan yang bermotifkan cue dan kambuh pada manusia juga."
Kehidupan sinar matahari yang kekal dari fikiran tikus
Dalam kajian baru, tikus Torregrossa diletakkan satu demi satu ke dalam sangkar khusus dengan tuas yang dihubungkan dengan pam. Apabila seekor tikus ditekan tuil, pam itu memberikan tikus kecil, intravena dos kokain. Setiap kali ini berlaku, cahaya terang di atas tuil menyala selama 10 saat sementara bunyi nada yang membosankan dimainkan di dalam sangkar.
Selepas seekor tikus mengulangi upacara ini berkali-kali, Torregrossa berkata, gabungan cahaya dan bunyi bising menjadi "isyarat" bahawa tergesa-gesa kokain tinggi sedang dalam perjalanan - sejenis seperti loceng makan malam yang terkenal di Pavlov, tetapi ditetapkan untuk mengobati diri tikus.
Apabila tikus terdedah kepada isyarat cahaya / bunyi ini dalam percubaan berikutnya, otak mereka menunjukkan apa Torregrossa memanggil "keinginan" atau "tindak balas tindak balas" pada rangsangan, dan tikus terus merosot tuil "pada kadar yang sangat tinggi," bahkan apabila tuil tidak lagi menyediakan mereka dengan kokain.
Menggunakan elektrod kecil yang ditempatkan di setiap otak tikus, penyelidik melihat bahawa tindak balas keinginan ini dikaitkan dengan aktiviti yang meningkat dalam amygdala tikus - pusat pemprosesan emosi yang bertanggungjawab untuk ketakutan dan keseronokan. (Kelompok neuron berbentuk almond ini sebelum ini dikaitkan dengan keinginan manusia juga).
"Seterusnya, kami ingin melihat sama ada kami boleh mengurangkan keinginan mereka dengan sengaja dengan merangsang laluan ke amigdala," kata Torregrossa.
Untuk melakukan ini, para penyelidik menggunakan teknik yang dipanggil optogenetics - cara memperkenalkan protein sensitif cahaya ke dalam otak haiwan, kemudian mengekspos mereka ke rasuk cahaya berwarna dengan berkesan untuk menukar sel-sel "pada" atau "mati" pada kehendak.
Dalam kajian terdahulu, para saintis berjaya menggunakan teknik ini untuk menghentikan tikus daripada mendapat sawan epilepsi, atau membuat mereka haus atas perintah. Torregrossa dan pasukannya mahu menggunakannya untuk mematikan keinginan yang disebabkan oleh tikus. Oleh itu, mereka menyuntik tikus mereka dengan virus khas yang membawa protein sensitif cahaya, yang membuka kedai di simpang selular di mana maklumat deria (seperti bunyi dan cahaya) memasuki amigdala.
Dengan mandi sel-sel itu dalam cahaya laser LED biru, penyelidik dapat mengawal aliran maklumat ke dalam hab pemprosesan emosi tikus. Dalam kes ini, ini bermakna mengurangkan kandungan isyarat dadah kerana ia memasuki amigdala. Sesungguhnya, apabila mereka menggabungkan rangsangan cahaya biru ini dengan isyarat dadah Pavlovien yang biasa, penyelidik mendapati mereka pada dasarnya dapat menipu para tikus untuk melupakan bahawa kombinasi bunyi / cahaya ada hubungannya dengan kepuasan kokain yang tinggi. Tiba-tiba, mereka kurang minat untuk memukul tuas kokain di dalam sangkar mereka.
"Selepas hanya 15 minit rangsangan cahaya biru ini, perilaku kambuh tikus telah dikurangkan dengan ketara," kata Torregrossa. "Pada dasarnya, kita memadamkan kenangan mereka, jadi mereka tidak lagi bertindak balas kepada isyarat itu."
Soalan "sangat futuristik"
Walaupun teknik ingatan memori yang jelas ini merupakan penemuan menarik, Torregrossa menyatakan bahawa ia boleh menjadi pembaikan sementara kepada teka-teki yang lebih rumit tentang bagaimana kecanduan mengubah otak. Misalnya, jika tikus yang baru dipulihkan sekali lagi diberi kokain dengan kehadiran isyarat audiovisual yang biasa, keinginan mereka dan kembalinya impuls akan "kembali dalam satu pukulan," cara mereka dahulu.
Namun, kejayaan pasukan itu menimbulkan beberapa kemungkinan yang menarik untuk masa depan pemantauan dan merawat kecanduan, dan mungkin juga gangguan otak, pada manusia. Torregrossa berkata beliau telah mula bercakap dengan rakan-rakannya di jabatan kejuruteraan neural University of Pittsburgh mengenai daya maju implan neural yang boleh memantau neuron amygdala seseorang, kemudian diaktifkan untuk menindas respons keinginan atau kambuh.
Ini semua "sangat futuristik," bagaimanapun, Torregrossa berkata, dan - jika rawatan sedemikian adalah mungkin pada manusia - ia juga terperangkap dalam soalan etika. Jika flick suis boleh "memadamkan" ingatan pemicu berulang-ulang dadah, apa lagi yang boleh dipadamkannya? Bolehkah kenangan yang baik ditangkap dalam serangan silang? Bolehkah seluruh orang, tempat atau pengalaman dihapuskan dalam fesyen "Kekal Sunshine of The Mindless" fesyen?
"Bagaimanakah kita hanya boleh mempengaruhi kenangan buruk yang kita tidak mahu menyebabkan kambuh semula - dan meninggalkan segala-galanya sendiri?" Torregrossa bertanya. "Berapa jauhnya jalan yang kita lakukan dalam mempengaruhi pemikiran seseorang?"
