Vrij van angst: de rol van dopamine bij afleren
angstassociaties
RIKEN NATIONAL SCIENCE INSTITUTE
Onderzoekers van het RIKEN Centre for Brain Science
hebben een schakeling in het brein ontdekt dat nodig is
voor het afleren van angst. Gepubliceerd in Nature
Communications, beschrijft de studie gedetailleerd de
rol van dopamine bij de overtuiging die ervoor zorgt dat
ratten hun angst kwijtraken als er niets meer is om bang
voor te zijn.
Net zoals dieren ontwikkelen mensen geconditioneerde
reacties, vooral als er sterke negatieve emoties zijn.
Dit feit werd perfect gebruikt in de film Jaws, waardoor
het simpele “da-da-da-da” miljoenen mensen beangstigde
zonder dat er een haai aan te pas kwam. Normaalgesproken
worden na verloop van tijd angstreacties minder, omdat
de geconditioneerde stimulus (de muziek) losgekoppeld
wordt van de angstige ervaring (de film kijken). Dit
wordt angstextinctie genoemd. Als angstextinctie niet
normaal verloopt kan dit leiden tot angststoornissen
zoals posttraumatische stress of fobieën.
Om te kunnen begrijpen hoe het brein zowel de normale
als pathologische situaties reguleert, voerde het RIKEN
team een aantal experimenten uit op ratten met het
opheffen van angstige associaties. Ze redeneerden dat om
angst op te heffen, een diertje eerst moet beseffen dat
het verwachte angstige moment niet plaatsvindt. Omdat
bekend is dat dopamine neuronen in sommige delen van het
brein actief zijn als verwachte onplezierige
gebeurtenissen niet plaatsvinden, keek het team naar
dopamine neuronen in een bepaald gedeelte van het brein,
de VTA genoemd.
Nadat de ratten geconditioneerd waren om een bepaald
geluid te associeren (hun ‘Jaws-muziek’) met een nare
ervaring (een milde poot-stroomstoot), begon het team
met het extinctie proces. Zoals verwacht: als het geluid
veelvuldig afgespeeld werd zonder de stroomstoot,
stopten de ratten hun angstgedrag alsof ze bang waren
voor het geluid. Echter, als VTA dopamine neuronen
lamgelegd werden meteen na het geluid - precies op het
moment waarop de ratten de stroomstoot verwachtten -
konden zij hun angstreactie niet afleren. Dit toonde aan
dat zonder VTA dopamine activiteit op dat specifieke
moment, de mentale connectie tussen geluid en shock niet
opgeheven kon worden.
Maar wat doet VTA dopamine activiteit eigenlijk
precies? Dit was geen gemakkelijke vraag omdat alle VTA
dopamine neuronen in verbinding staan met dezelfde
hersengebieden. Sommige zijn verbonden met
hersengebieden bekend door hun rol in het opslaan van
extinctie herinneringen, terwijl andere weer
verbindingsgebieden zijn gerelateerd aan leren-belonen.
Optogenetica maakte het voor het team mogelijk om elk
van deze verbindingen apart te blokkeren, en ze
ontdekten dat beide invloed hadden op angstextinctie,
maar in tegenovergestelde richtingen: blokkade van de
beloningsverbinding voorkwam angstextinctie, terwijl
blokkade van de andere verbinding angstextinctie
verbeterde.
Hoewel de resultaten simpel genoeg zijn, om ze te
verkrijgen was technologische input nodig. Zoals
teamleider Joshua Johansen uitlegt: “Deze ontdekking was
mogelijk omdat we in staat waren om dopamine neuronen te
manipuleren op basis van hun unieke
hersenconnectiviteit. We gebruikten zowel genetische als
hersenspecifieke technologieën, gekoppeld aan technieken
om neurale elektrische activiteit in anatomisch en
genetisch gedefinieerde celpopulaties te manipuleren.”
Door deze optogenetische opzet waren ze in staat om
fysiek licht te laten schijnen in het brein en
specifieke dopamine celpopulaties stil te leggen,
waardoor hun rol bij angstextinctie duidelijk werd.
Nu ze twee dopamine verbindingen hebben ontdekt die
angstextinctie op verschillende manieren kunnen
reguleren, werkt het team aan manieren om deze neuronen
met traditionele farmacologie aan te pakken, liever dan
met optogenetica. “Het farmacologisch aanpakken van het
dopaminesysteem zal vermoedelijk een effectieve therapie
zijn voor psychiatrische aandoeningen zoals
angststoornissen; gecombineerd met klinisch geteste
gedragstherapieën zoals blootstellingstherapie,” zegt
Johansen. “Om effectieve, mechanisme-gebaseerde
behandelingen voor deze aandoeningen aan te bieden, zal
toekomstig pre-klinisch onderzoek gebruik moeten maken
van moleculaire strategieën die deze afzonderlijke
dopamine celpopulaties kan aanpakken.”
Vertaling: Ellen Lam
