Artykuł na ten temat zamieszcza czasopismo „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America” (PNAS).

Problemy z motywacją, w tym utrata motywacji do działania, często występują w przebiegu zaburzeń psychicznych, takich jak depresja, uzależnienia oraz w zaburzeniach neurorozwojowych, jak ADHD. Mechanizmy neurologiczne leżące u podłoża tych problemów pozostają jednak w dużej mierze niejasne.

Badając to zagadnienie, naukowcy z Uniwersytetu w Nagoi (Japonia) pod kierunkiem prof. Hiroyukiego Mizoguchiego skoncentrowali się na neuronach oreksynergicznych. Są to komórki nerwowe obecne w podwzgórzu i pniu mózgu, które produkują oreksynę. Neuropeptyd ten reguluje rytm snu i czuwania, apetyt oraz wydatek energetyczny organizmu. Z badań wynika też, że może mieć wpływ na zachowania motywowane nagrodą.

Eksperymenty prowadzone na szczurach miały sprawdzić, w jaki sposób zmiany aktywności neuronów oreksynergicznych wpływają na motywację zwierząt do zdobywania nagrody w postaci pokarmu. Wykorzystano gryzonie zmodyfikowane genetycznie typu „orexin-Cre”, u których możliwe jest precyzyjne manipulowanie aktywnością neuronów produkujących oreksynę.

Szczury poddano testowi, w którym z każdą kolejną próbą musiały wykonać więcej ruchów, aby uzyskać z pojemnika nagrodę w postaci pokarmu. Moment, kiedy szczur rezygnował z dalszych działań (określony jako punkt krytyczny), wskazywał na spadek motywacji. Okazało się, że zwierzęta, u których aktywowano neurony oreksynergiczne, dłużej starały się zdobyć jedzenie i trudniej się poddawały. Z kolei w modelu, w którym neurony oreksynergiczne zostały wybiórczo uszkodzone, szczury poddawały się szybciej, co wskazywało na obniżony poziom motywacji.

Następnie, z użyciem fotometrii światłowodowej (metoda optyczna służąca do monitorowania aktywności neuronalnej w żywych organizmach, która wykorzystuje światłowody oraz wskaźniki fluorescencyjne), naukowcy rejestrowali aktywność neuronów oreksynergicznych w momencie, gdy szczury oczekiwały na nagrodę, gdy ją otrzymywały i gdy nie udało się jej dostać. Aktywność ta wzrastała przed uzyskaniem nagrody, malała po jej otrzymaniu i utrzymywała się na podwyższonym poziomie, gdy oczekiwana nagroda nie nadeszła. Co istotne, im więcej wysiłku wymagało zdobycie nagrody, tym aktywność neuronów oreksynergicznych stawała się silniejsza. Zdaniem badaczy wzorzec ten może odzwierciedlać sposób, w jaki mózg wiąże oczekiwanie na nagrodę z wysiłkiem niezbędnym do jej zdobycia.

W kolejnych eksperymentach naukowcy zastosowali optogenetykę, tj. metodę wykorzystującą światło do sterowania aktywnością określonej grupy neuronów, w tym wypadku neuronów oreksynergicznych. Skoncentrowano się na momencie oczekiwania przez szczury na nagrodę. Gdy aktywność tych neuronów była hamowana, obserwowano spadek zachowań motywowanych u szczurów – wykonywanie zadań wymagających wysiłku zajmowało im więcej czasu, a gryzonie szybciej się poddawały. Z kolei, zwiększanie aktywności neuronów oreksynergicznych, gdy szczury oczekiwały na nagrodę, nie skutkowała nasileniem zachowań motywowanych, choć neurony ulegały dodatkowej aktywacji.

Innymi słowy, hamowanie aktywności neuronów oreksynergicznych osłabiało motywację, jednak ich sztuczne pobudzanie powyżej pewnego naturalnego poziomu nie powodowało jej wzrostu. Zdaniem badaczy wskazuje to, że neurony oreksynergiczne są niezbędne do podtrzymywania zachowań motywowanych nagrodą, choć samo zwiększenie ich aktywności może nie wystarczyć do wzmocnienia motywacji.

Konieczne są dalsze badania, które pozwolą ustalić, dlaczego tak się dzieje – czy odpowiada za to np. czas trwania czy wzorzec aktywności tych neuronów. Powinny one również dotyczyć innych obwodów neuronalnych powiązanych z neuronami oreksynergicznymi.

Lepsze zrozumienie funkcji oreksyny może przyczynić się do opracowania nowych metod radzenia sobie z deficytami motywacji, w tym z jej utratą lub trudnościami w utrzymaniu zachowań ukierunkowanych na cel, oceniają naukowcy. (PAP)

jjj/ agt/