Vùng não quan trọng đóng một vai trò quan trọng trong chứng nghiện
Nghiên cứu mới cho thấy tiểu não, một phần lớn của não người mà các nhà khoa học cho rằng chủ yếu tham gia vào việc kiểm soát vận động, có thể đóng một vai trò quan trọng trong các hành vi xã hội và tìm kiếm phần thưởng. Những phát hiện có thể giúp cung cấp thông tin về các liệu pháp điều trị chứng nghiện trong tương lai.
Nghiên cứu gần đây đã gợi ý rằng ngoài chuyển động, tiểu não của não cũng có thể giúp kiểm soát các chức năng nhận thức, chẳng hạn như ngôn ngữ, học tập và sự chú ý.
Giờ đây, các nhà khoa học tại Đại học Y khoa Albert Einstein ở Bronx, NY, cho rằng lĩnh vực này cũng có thể điều chỉnh quá trình xử lý phần thưởng và chứng nghiện.
Tiến sĩ Kamran Khodakhah, giáo sư và chủ nhiệm Khoa Khoa học Thần kinh Dominick P. Purpura tại Einstein, đã dẫn đầu nghiên cứu mới này. Các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu trên chuột.
Giáo sư Khodakhah và nhóm của ông đã công bố kết quả của họ trên tạp chí Khoa học. Ilaria Carta, nhà nghiên cứu tiến sĩ tại Einstein, và Tiến sĩ Christopher Chen, đều là tác giả đầu tiên của bài báo.
Tại sao phải nghiên cứu tiểu não?
Giáo sư Khodakhah và các đồng nghiệp của ông đã được thúc đẩy trong nỗ lực nghiên cứu của họ bởi những nghiên cứu gần đây hơn đã gợi ý về vai trò của tiểu não đối với chứng nghiện và tương tác xã hội.
Ví dụ, một số nghiên cứu đã phát hiện ra rằng tiểu não không hoạt động bình thường ở những người có hành vi gây nghiện, rối loạn phổ tự kỷ (ASD), hội chứng ái kỷ nhận thức và tâm thần phân liệt.
Các nghiên cứu MRI khác đã chỉ ra rằng tiểu não của những người sống chung với chứng nghiện sẽ tăng động để đáp ứng với các kích thích mà họ nghiện, chẳng hạn như hình ảnh của một ống tiêm.
Tác giả cấp cao của nghiên cứu giải thích: “Quan điểm cho rằng tiểu não không kiểm soát được cử động đã vấp phải rất nhiều hoài nghi,“ và không ai có manh mối thực sự nào về việc tiểu não có thể ảnh hưởng đến việc giải phóng dopamine như thế nào.
Các nhà khoa học đã gọi dopamine là chất dẫn truyền thần kinh “tình dục, ma túy và rock’n’roll” do vai trò quan trọng của nó trong hành vi tìm kiếm phần thưởng. Khi con người - hoặc động vật linh trưởng - nhận được một phần thưởng thú vị, có thể là khi kết thúc quá trình học tập hoặc vì mục đích giải trí, cơ thể của họ sẽ tiết ra hormone.
Một khu vực não khác mà các nhà khoa học đã liên quan đến quá trình xử lý phần thưởng là cái gọi là vùng não bụng (VTA). Vì vậy, trong nghiên cứu hiện tại, các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng các tế bào thần kinh trong tiểu não bằng cách nào đó sẽ giao tiếp với các tế bào thần kinh VTA, có nhiệm vụ giải phóng dopamine.
Sử dụng ánh sáng để nghiên cứu tế bào thần kinh ở chuột
Các nhà khoa học đã sử dụng di truyền quang học để kiểm tra giả thuyết của họ. Di truyền quang học là một kỹ thuật trong đó các nhà khoa học biến đổi gen tế bào thần kinh để chúng phản ứng với ánh sáng.
Bằng cách tạo ra sự nhạy cảm với ánh sáng về mặt di truyền, các nhà nghiên cứu có thể kích hoạt một cách có chọn lọc các sợi trục của tế bào thần kinh trong tiểu não. Bằng cách đó, họ muốn xem các tế bào thần kinh trong VTA sẽ bị ảnh hưởng như thế nào.
Một phần ba số tế bào thần kinh VTA bắn ra để đáp lại sự kích thích của các sợi trục, chứng tỏ rằng các tế bào thần kinh trong tiểu não giao tiếp với các tế bào thần kinh trong VTA.
Tiếp theo, các nhà khoa học muốn xem liệu giao tiếp giữa các dây thần kinh này có ảnh hưởng như thế nào đến hành vi tìm kiếm phần thưởng. Để xem xét khía cạnh này, các nhà nghiên cứu đã tiến hành một loạt thí nghiệm trên chuột.
Tiểu não ảnh hưởng như thế nào đến việc tìm kiếm phần thưởng
Trong thí nghiệm đầu tiên, các loài gặm nhấm được tự do khám phá tất cả bốn góc của căn phòng, nhưng khi chúng đến một góc cụ thể, các nhà nghiên cứu đã kích thích tế bào thần kinh tiểu não của loài gặm nhấm bằng cách sử dụng quang di truyền học.
Các nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng, nếu kích thích mang lại khoái cảm, loài gặm nhấm sẽ tiếp tục tìm kiếm hành vi bổ ích - tức là chúng sẽ nhiều lần quay lại góc nơi chúng nhận được kích thích thú vị.
Như nhóm nghiên cứu mong đợi, những con gặm nhấm bị kích thích đã chọn quay lại cùng góc đó thường xuyên hơn những con chuột đối chứng.
Tiếp theo, để xác nhận rằng việc kích thích các sợi trục của tế bào thần kinh tiểu não có vai trò gây nghiện, các nhà nghiên cứu đã điều kiện những con chuột nhận được sự kích thích thú vị của những sợi trục này trong một khu vực có ánh sáng rực rỡ.
Thông thường, chuột tránh ánh sáng chói và có xu hướng cảm thấy thoải mái hơn trong bóng tối, nơi chúng có thể tránh những kẻ săn mồi. Nhưng trong thử nghiệm cuối cùng này, họ đã chọn đi ngược lại sở thích thông thường của mình, vì lợi ích của sự kích thích thú vị.
“Mặc dù chuột thường tránh xa những vùng sáng, nhưng giờ chúng lại ưu tiên chạy về phía ánh sáng, vì đó là nơi chúng nhớ mình đã nhận được phần thưởng […] Điều này cho thấy rằng tiểu não đóng một vai trò trong các hành vi gây nghiện.”
GS Kamran Khodakhah
Tiểu não cũng là chìa khóa cho các hành vi xã hội
Một thí nghiệm khác tiết lộ rằng con đường giữa các sợi trục tiểu não và các tế bào thần kinh VTA cũng đóng một vai trò trong hành vi xã hội.
Các nhà nghiên cứu cho chuột vào một chiếc hộp có ba khoang. Các loài gặm nhấm có tùy chọn tương tác với một đối tượng, một con chuột khác hoặc ở một mình trong một khu vực trống.
Khi họ chọn tương tác xã hội, con đường của sợi trục tiểu não – nơron VTA hoạt động tích cực nhất. Tuy nhiên, khi các nhà khoa học sử dụng quang di truyền học để ngăn chặn con đường thần kinh này, loài gặm nhấm đã chọn ở một mình hoặc tương tác với vật thể vô tri vô giác.
Các kết quả gợi ý cho các nhà nghiên cứu rằng đường dẫn của sợi trục tiểu não-tế bào thần kinh VTA có thể bị rối loạn chức năng ở những người bị ASD.
Các tác giả kết luận: “Dữ liệu của chúng tôi hỗ trợ một vai trò nào đó của tiểu não trong việc xử lý phần thưởng và kiểm soát hành vi xã hội.
“Chúng tôi đề xuất rằng con đường […] này có thể giải thích, ít nhất một phần, mối liên hệ giữa tiểu não và các hành vi gây nghiện, và cung cấp cơ sở cho vai trò của tiểu não trong các hành vi xã hội và động lực khác.”
