Nasze mózgi są zaprogramowane do nauki. Ludzie są dobrze wyposażeni w zdolność uczenia się potencjalnych zagrożeń w życiu, a być może nawet ważniejsze jest poznanie predyktorów niebezpieczeństwa. Warunkowanie awersyjne Pawłowa jest doskonałym narzędziem do badania asocjacyjnego uczenia się strachu nie tylko u ludzi, ale także w szerokim zakresie organizmów1,2. Procedura ta polega na przedstawieniu nieszkodliwego, biologicznie neutralnego bodźca warunkowego (CS, np. tonu lub obrazu) szkodliwemu lub szkodliwemu bodźcowi bezwarunkowemu (US), zwykle łagodnemu porażeniu prądem. Jeśli CS stanie się wiarygodnym predyktorem USA, CS wywoła typowe dla gatunku uwarunkowane reakcje behawioralne (np. zastygnięcie w bezruchu u szczurów i wzmocniony odruch przerażenia u ludzi), które są konceptualizowane jako wyraz strachu (patrz 3 dla krytycznych komentarzy do tej terminologii). Badania nad warunkowaniem awersyjnym nie tylko przyczyniają się do lepszego zrozumienia molekularnych i komórkowych procesów kojarzenia strachu, uczenia sięi pamięci4, ale także stanowią podstawę do zrozumienia etiologii i przebiegu zaburzeń lękowych5. Warto jednak wspomnieć, że zaburzenia lękowe niekoniecznie wynikają z bezpośrednich doświadczeń warunkowających, takich jak traumatyczne wydarzenia. Mogą one również wynikać z pośrednich lub zastępczych doświadczeń związanych z uczeniem się strachu6. Ale niezależnie od historii uczenia się, asocjacyjna pamięć strachu leży u podstaw zaburzeń lękowych. Paradygmat warunkowania Pawłowa nie tylko udowodnił swoją przydatność w zrozumieniu pochodzenia zaburzeń lękowych, ale jest również doskonałym modelem translacyjnym do rozwoju i postępu w leczeniu zaburzeń lękowych5.
W laboratorium dwie najszerzej badane procedury redukcji wyuczonego strachu to (1) wygaszanie i (2) zakłócanie rekonsolidacji. Mimo że trening wygaszania – tj. powtarzająca się ponowna ekspozycja na CS7,8 bez wzmocnienia – jest skuteczną strategią przeciwlękową, badania nad warunkowaniem strachu na zwierzętach i ludziach niezawodnie pokazują, że uwarunkowana reakcja strachu może łatwo powrócić poprzez ponowną ekspozycję na niesygnalizowane USG (tj. przywrócenie), zmianę kontekstu (tj. odnowienie) lub upływ czasu (tj. spontaniczne wyzdrowienie)7,9,10. Panuje konsensus co do tego, że uczenie się przez wygaszanie nie wymazuje pierwotnego wspomnienia strachu, ale zamiast tego odzwierciedla tworzenie się nowej pamięci hamującej. W konsekwencji wspomnienie strachu może się ponownie pojawić, powodując powrót strachu nawet po pierwotnie udanym wygaszeniu strachu. Różne źródła nawrotów są nadal poważnym wyzwaniem dla praktyki klinicznej.
Alternatywnym podejściem do zmniejszania reakcji na uwarunkowany strach jest niedawno (ponownie) odkryta procedura zakłócania rekonsolidacji pamięci za pomocą środków farmakologicznych. Ta procedura jest bardzo obiecująca, ponieważ nie tylko zmniejsza uwarunkowane reakcje strachu, ale nawet wydaje się wymazywać asocjacyjną pamięć strachu, co może ostatecznie rozwiązać problem nawrotu.
Rekonsolidacja pamięci odnosi się do dwufazowego procesu, w którym poprzednio skonsolidowane wspomnienia przechodzą do przejściowego stanu zdestabilizowanego podczas pobierania i wymagają zależnej od czasu restabilizacji, aby przetrwać14-18. Transkrypcja genów, synteza białek i RNA są niezbędne do tej restabilizacji i dają możliwość czynnikom amnezyjnym wpływania na pamięć strachu. Amnezja z powodu wyuczonego strachu została wykazana u zwierząt przez leki (np. anizomycynę) ukierunkowane na wymaganą syntezę białek14,19,20 lub uwalnianie neuroprzekaźników21,22. Synteza białek może być również zaburzona przez noradrenergiczny beta-adrenolik propranolol, który ma hamować stymulowaną noradrenaliną fosforylację CREB23-25. Działanie propranololu redukujące strach wykazano u zwierząt i ludzi26-32. W serii badań dyskryminacyjnych związanych z warunkowaniem strachu konsekwentnie wykazaliśmy, że propranolol (40 mg) podawany przed lub po reaktywacji pamięci skutecznie zmniejszał uwarunkowaną reakcję strachu i zapobiegał nawrotowi strachu u zdrowych uczestników.
Dowód zasady
Podstawowy projekt używany w naszych badaniach nad warunkowaniem strachu na zakłócaniu rekonsolidacji obejmuje testowanie przez różne fazy przez trzy kolejne dni w odstępie co najmniej 24 godzin, aby (1) wesprzeć (re)konsolidację wspomnień i (2) pozwolić narkotykowi wypłukać się przed testem. W dniu 1 - fazie nabywania strachu, zdrowi uczestnicy są wystawieni na serię prezentacji obrazkowych. Jeden bodziec obrazowy (CS1+) jest wielokrotnie łączony z awersyjnym bodźcem elektrycznym (US), co skutkuje nabyciem skojarzenia strachu, podczas gdy inny bodziec obrazowy (CS2-) nigdy nie następuje po US. W dniu 2 - fazie reaktywacji pamięci, ponowna ekspozycja na niewzmocniony bodziec warunkowy (CS1-) zazwyczaj wywołuje uwarunkowaną reakcję strachu. W tej fazie podajemy ogólnoustrojowo 40 mg propranololu HCl, antagonisty receptora β-adrenergicznego, który pośrednio celuje w syntezę białek wymaganą do rekonsolidacji25. Ze względu na maksymalne stężenia propranololu33 w osoczu, w naszych pierwszych eksperymentach podaliśmy doustną dawkę propranololu 90 minut przed reaktywacją wspomnienia strachu. Jednakże, aby uzyskać bardziej optymalny test rekonsolidacji, środek amnezyjny powinien być podawany po reaktywacji pamięci. Dlatego w naszych ostatnich eksperymentach zawsze podawaliśmy propranolol po reaktywacji pamięci z bardzo podobnymi wynikami. W dniu 3 - fazie testu, zachowanie pamięci strachu jest testowane 24 godziny po interwencji (tj. pierwsza próba testowa dzień 3), po której następuje procedura wygaszania i wyzwalacze sytuacyjne w celu sprawdzenia powrotu strachu (tj. przywrócenie, odnowienie, spontaniczne wyzdrowienie, szybkie ponowne przejęcie). W celu ustalenia, czy działanie propranololu wymaga aktywnego odzyskiwania wspomnienia strachu, lek powinien być podawany innej grupie uwarunkowanej strachem bez reaktywacji pamięci (tj. warunek braku reaktywacji propranololu)27,28. Wykorzystaliśmy nasilenie odruchu przerażenia jako miarę reagowania na uwarunkowany strach oraz internetowe oceny oczekiwań w USA jako wskaźnik uczenia się awaryjnego. Nasilenie odruchu strachu jest pojmowane jako specyficzny i wiarygodny wskaźnik strachu34, któremu służy ciało migdałowate35. Najczęściej stosowanym bodźcem wywołującym przerażenie jest "sonda przestraszenia", głośny dźwięk, który jest emitowany przez słuchawki podczas bodźca lub w przerwie między dwoma prezentacjami bodźca (tj. interwały międzypróbne)36. Silniejsze reakcje zaskoczenia na głośny hałas podczas bodźca warunkowanego strachem (CS1+) w porównaniu z bodźcem kontrolnym (CS2-) odzwierciedlają stan strachu uczestnika wywołany przez bodziec, którego się obawia (CS1+).
W serii 10 kolejnych eksperymentów na niezależnych próbkach 27-32,37 konsekwentnie powtórzyliśmy nasze pierwotne odkrycie, gdzie zakłócenie rekonsolidacji pamięci strachu przez beta-adrenergiczny bloker propranolol HCl skutecznie zmniejszyło warunkowy odruch strachu i zapobiegło nawrotowi strachu27. Obserwacje, że ekspozycja na pierwotne wzmacniacze (tj. przywrócenie), zmiana kontekstu (tj. odnowienie) lub zwykły upływ czasu (tj. spontaniczne powrót do zdrowia) nie doprowadziły do ponownego pojawienia się uwarunkowanej reakcji strachu, jak to zwykle obserwuje się po treningu wygaszania, potwierdzają wyższość zakłócania rekonsolidacji nad uczeniem się wygaszania. Oprócz tych technik odzyskiwania, uczenie się reakwizycji nie ujawniło żadnych oszczędności w stosunku do wcześniej wyuczonej reakcji strachu. Podsumowując, odkrycia te sugerują, że zakłócenie rekonsolidacji asocjacyjnej pamięci strachu przez propranolol skutecznie zmniejszyło emocjonalną ekspresję pamięci strachu.
Ponadto, przetestowaliśmy kilka warunków brzegowych i koniecznych do przerwania rekonsolidacji: (1) Sesja reaktywacji pamięci wydaje się proceduralnie podobna do treningu wygaszania (tj. niewzmocnionej ekspozycji), ale powinna obejmować mniej prób bez wzmocnienia niż trening wygaszania, ponieważ beta-blokery noradrenergiczne (np. propranolol) mogą również zakłócać tworzenie pamięci wygaszania, zamiast celować w pierwotne wspomnienie strachu38,39; (2) Odzyskiwanie pamięci nie jest wystarczające do rekonsolidacji pamięci18,31,40,41. Propranolol zmniejszał tylko uwarunkowany strach, gdy podczas sesji odzyskiwania można było się czegoś nauczyć31,32. Rozbieżność między tym, czego już się nauczyliśmy, a tym, czego można się nauczyć podczas danej sesji wyszukiwania (tj. błąd przewidywania) wydaje się być niezbędna do wywołania rekonsolidacji asocjacyjnej pamięci strachu32. Wyniki wskazują, że wystąpienie błędu predykcji jest warunkiem koniecznym do rekonsolidacji i stanowi użyteczne narzędzie do opracowywania i optymalizacji terapii opartych na rekonsolidacji u pacjentów cierpiących na zaburzenia lękowe.