Mozek je úžasný orgán, který vědce dlouho fascinuje, a ještě nějakou dobu bude. Je až nepředstavitelné, že každý rok odborníci zjistí o mozku více, než se vědělo před začátkem roku 2000. A i tak lidstvo čeká dlouhá cesta k dokonalému pochopení mozku a jeho funkcí. Jelikož je mozek velice komplexní, výzkumy často musí jasně specifikovat, co konkrétně by chtěly zjišťovat. Jak látka jménem acetylcholin ovlivňuje ve striatu schopnost odnaučit se staré vzorce chování a místo nich se naučit něco nového, a často i výhodnějšího? A co způsobuje závislost na cukru nebo automatech? To je jeden z nich.
Striatum je součástí bazálních ganglií. Bazální ganglia se nachází pod mozkovou kůrou a jsou charakteristická tím, že nám umožňují konat pohyby, ke kterým se dobrovolně rozhodneme, a naopak dokáží potlačit pohyb, který si člověk nepřeje. Pokud jsou bazální ganglia poškozená, vede to nejen k pohybovým problémům, ale i k poruchám chování jako je obsedantně-kompulzivní porucha či Tourettův syndrom, jež se projevuje nekontrolovatelnými pohybovými tiky.
Ale zpátky ke striatu. Striatum nesouvisí jen s pohybem, ale je důležité i pro chování a motorickou paměť. Striatum vědce zajímá i kvůli jeho spojitosti s motivací a vnímáním odměn. Neodmyslitelně ale také souvisí s kognitivní flexibilitou, což je právě ona schopnost odnaučit se staré a naučit se nové. Díky tomu se lidé i zvířata dokážou přizpůsobit měnícímu se okolí, přežít a vyvíjet se dál. U řady onemocnění je právě problém s kognitivní flexibilitou, například u autismu, drogové závislosti či schizofrenie.
Acetylcholin versus dopamin
Mezi nejdůležitější striatální neurotransmitery, což jsou látky přenášející vzruch z jednoho neuronu na druhý, patří rozhodně acetylcholin a dopamin. Tyto dva neurotransmitery často působí proti sobě. Například vyšší hladina dopaminu podporuje setrvání v určité naučené činnosti, i když pro nás může být nevýhodná, a naopak acetylcholin podporuje utlumení dané činnosti a zároveň přeučení.
Dalším příkladem z běžného života je jakési vyjádření lidských povahových vlastností – extroverze a introverze. Extroverti jsou známí tím, že mají rádi večírky, velkou společnost, rádi riskují a poznávají nové lidi. Při těchto a dalších podobných aktivitách se uvolňuje v mozku velké množství dopaminu, které člověka stimuluje. Introverti jsou ale na dopamin citlivější. Mají totiž hranici tolerance vůči dopaminu nižší než extroverti. Právě proto vyhledávají raději klidnější činnosti, při kterých se naopak uvolňuje acetylcholin. Takovými aktivitami může být čtení nebo přemýšlení.
Striatum je také považováno za centrum odměn. Dopamin se totiž ve striatu uvolňuje, když dojde k nějaké neočekávané výhře či události, která nás potěší, třeba při výhře v sazce, ale také po požití cukru, alkoholu nebo jiných drog. Závislost už pak vznikne poměrně jednoduše. Při opakovaném braní drog, pití alkoholu a jiných návykových látek (i cukru) si na uvolňování dopaminu a jeho vyšší hladinu tělo zvykne. Když mu pak hladina klesne, vyšle signály, které mají za cíl dopamin zase zvýšit.
Různé hladiny dopaminu kromě závislosti způsobují několik onemocnění. Málo dopaminu může za Parkinsonovu nemoc, která se projevuje tak, že pacient nemůže ovlivňovat svůj pohyb. Naopak přemíra dopaminu ve striatu způsobuje schizofrenii, kdy má pacient sluchové halucinace a trpí bludy. Nedostatek acetylcholinu v mozku zapříčiňuje poruchy paměti a má spojitost s Alzheimrovou chorobou a postupující demencí.
Jak se děje ve striatu zkoumají?
Striatum komunikuje s ostatními částmi mozku a tělem pomocí několika neurotransmiterových systémů. Neurotransmiter přenáší vzruch z jednoho neuronu na druhý a v podstatě je na tomto principu založené naše fungování a řízení těla mozkem.
Jedním z těchto systémů je i cholinergní systém ve striatu, jehož neurotransmiterem je právě acetlycholin. Tento systém hraje důležitou roli ve správném fungování kognitivní flexibility. Součástí cholinergního systému jsou nikotinové a také muskarinové receptory na neuronech, na které právě acetylcholin působí. Ve striatu jsou celkem dva hlavní druhy interneuronů, a to cholinergní a GABAergní.
Výzkum pak probíhá na myších modelech, u kterých se buď geneticky blokují specifické receptory na vybraných interneuronech. Takové myši pak podrobíme behaviorálním testům, abychom zjistili, jak absence zkoumaných receptorů ovlivní jejich chování. Jedním z podobných testů je například test cross-maze. Myš se testuje v boxu ve tvaru kříže, kde bez ohledu na to, z jakého ramene kříže myš vyběhne, se musí naučit zahýbat pouze na jednu stranu (doleva či doprava), na které je vždy umístěna sladká odměna. Poté, co se myš naučí účinnou strategii, se odměna přesune na opačnou stranu a pozorujeme, zda a jak rychle se myš přeučí zahýbat na druhou stranu.
Další testování se provádí v automatickém a počítačem kontrolovaném operantním boxu, kde se pozoruje, zda je myš schopná naučit se mačkání například levé páčky, za což následuje odměna. Pak se odměna přesune na druhou páčku a sleduje se, zda se myš mačkání páček přeučí.
Tyto výzkumy jsou především zaměřené na studium mechanismů ve striatu, které je nejprve potřeba pochopit, abychom pak v dalších fázích výzkumů věděli, na co cílit. Můžeme tak jednou dojít i k léku, jež by již výše zmiňované nemoci mohl vyléčit.
