Tikus dengan perilaku halusinasi mengungkapkan wawasan tentang penyakit psikotik

Sebuah permainan komputer yang menyebabkan tikus mengalami peristiwa seperti halusinasi mungkin menjadi kunci untuk memahami akar neurobiologis psikosis, menurut sebuah studi oleh Sekolah Kedokteran St. Louis di Washington. Kredit: J. Kuhl

Studi pada tikus dan manusia menawarkan pendekatan baru untuk menyelidiki penyakit mental.

Tikus laboratorium yang sederhana memberikan petunjuk yang tak ternilai untuk memahami penyakit mulai dari kanker hingga diabetes COVID-19. Tetapi ketika sampai pada kondisi kejiwaan, tikus laboratorium disingkirkan, dan pikiran hewan pengeratnya dianggap terlalu berbeda dari manusia sehingga tidak dapat memberikan banyak gambaran tentang penyakit mental.

Namun, penelitian baru menunjukkan bahwa ada hubungan penting antara pikiran manusia dan tikus dalam cara mereka berfungsi – dan kerusakan. Para peneliti di Sekolah Kedokteran St. Louis di Washington telah menemukan pendekatan yang ketat untuk mempelajari bagaimana halusinasi diproduksi di otak, memberikan titik awal yang menjanjikan untuk mengembangkan terapi baru yang sangat dibutuhkan untuk skizofrenia.

Studi tersebut, diterbitkan bulan lalu di jurnal Ilmu, Menetapkan cara untuk mempelajari akar biologis dari gejala yang menentukan psikosis: halusinasi. Peneliti melatih manusia dan tikus untuk melakukan tugas berbasis komputer yang mendorong mereka untuk mendengar suara imajiner. Menganalisis kinerja tugas, para peneliti dapat mengukur peristiwa halusinasi secara objektif pada manusia dan tikus. Pendekatan inovatif ini memungkinkan mereka mempelajari sirkuit saraf yang mendasari halusinasi, membuka gejala mental pada jenis penelitian yang sangat bermanfaat untuk penyakit di bagian lain tubuh.

“Sangat mudah untuk menerima argumen bahwa psikosis adalah hal mendasar manusia dan berkata, ‘Lupakan tikus,'” kata penulis senior Adam Kepech, Ph.D., seorang profesor neurologi dan psikiatri dan peneliti BJC di Sekolah Kedokteran. . “Tapi sekarang, kami mengecewakan orang-orang dengan penyakit kejiwaan yang serius. Prognosis untuk pasien dengan penyakit psikotik tidak meningkat secara signifikan dalam beberapa dekade terakhir, dan ini karena kami tidak benar-benar memahami neurobiologi penyakit tersebut. Model hewan telah membawa kemajuan di setiap bidang biomedis lainnya. Kami tidak akan membuat kemajuan dalam pengobatan penyakit kejiwaan sampai kami menemukan cara yang baik untuk mencontohkannya pada hewan. “

Psikosis terjadi ketika seseorang kehilangan kontak dengan kenyataan. Selama episode psikotik, orang mungkin memperoleh keyakinan salah (delusi) atau dengan yakin percaya bahwa mereka melihat atau mendengar hal-hal yang tidak terjadi (halusinasi). Episode psikotik mungkin merupakan tanda penyakit mental yang serius seperti skizofrenia atau gangguan bipolar, tetapi orang tanpa penyakit mental juga dapat mengalami gejala seperti halusinasi.

Untuk mempelajari bagaimana halusinasi terjadi, Kepecs – dengan penulis pertama Katerina Schmak, seorang dokter kedokteran dari laboratorium Cold Spring Harbor dan rekannya – membuat sebuah permainan komputer yang dapat diselesaikan oleh manusia dan tikus. Para peneliti memainkan suara dan subjek mengindikasikan bahwa mereka mendengarnya dengan mengklik tombol (orang) atau menempelkan hidung mereka ke port (tikus). Tugas tersebut dibuat menantang dengan meredupkan suara dengan kebisingan latar belakang. Orang-orang dalam penelitian menilai seberapa yakin mereka merasa telah mengidentifikasi suara asli secara akurat dengan menggerakkan penggeser pada skala; tikus menunjukkan keyakinan mereka pada berapa lama mereka telah menunggu hadiah. Ketika subjek dengan percaya diri melaporkan bahwa dia telah mendengar suara yang sebenarnya tidak direproduksi, peneliti menyebutnya sebagai peristiwa halusinasi.

Meskipun disederhanakan dalam desain, tugas tersebut tampaknya dimasukkan ke dalam sirkuit otak yang mendasari halusinasi. Orang dengan lebih banyak peristiwa halusinasi selama percobaan juga lebih mungkin mengalami halusinasi spontan – diukur dengan kuesioner yang dirancang untuk menilai gejala kejiwaan pada populasi umum – meskipun tidak ada peserta yang didiagnosis dengan kondisi kejiwaan.

Keyakinan dan ekspektasi orang dapat membuat mereka berhalusinasi. Berharap untuk mendengar sebuah kata membuat orang lebih cenderung melaporkan mendengarnya, bahkan ketika itu belum diucapkan. Faktanya, penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa orang yang rentan terhadap halusinasi sangat rentan terhadap jenis cat dasar ini.

“Ucapan manusia sangat sulit dipahami di lingkungan yang bising,” kata Kepech. “Kami selalu menyeimbangkan pengetahuan sebelumnya tentang ucapan manusia dengan apa yang kami dengar saat ini untuk memahami bahasa lisan. Anda dapat dengan mudah membayangkan bahwa sistem ini bisa menjadi tidak seimbang dan Anda tiba-tiba mendengar sesuatu. “

Untuk melihat apakah tikus juga dapat dipancing dengan cara yang sama, Kepecs dan rekannya memanipulasi ekspektasi tikus dengan menyesuaikan seberapa sering suara direproduksi. Ketika suara itu sering direproduksi, tikus-tikus itu bahkan lebih mungkin dengan percaya diri tetapi secara keliru melaporkan bahwa mereka telah mendengarnya – seperti manusia.

Untuk menghubungkan tikus dengan pengalaman manusia dengan lebih baik, para peneliti juga menggunakan obat yang menyebabkan halusinasi. Ketamine dapat menyebabkan gangguan pada penglihatan dan suara dan dapat menyebabkan episode psikotik pada orang sehat. Tikus yang diberi ketamin sebelum tugas juga melaporkan lebih banyak kejadian halusinasi.

Setelah menetapkan kesamaan penting antara tikus dan manusia, para peneliti kemudian memeriksa akar biologis dari halusinasi. Dengan mempelajari tikus, mereka dapat menggunakan persenjataan pemantauan sirkuit otak dan teknologi kontrol untuk memahami apa yang terjadi selama peristiwa halusinasi.

Telah lama diketahui bahwa zat kimia otak dopamin berperan dalam halusinasi. Orang yang mengalami halusinasi dapat diobati dengan obat antipsikotik yang memblokir dopamin. Tetapi bagaimana dopamin mengubah sirkuit otak untuk menghasilkan halusinasi masih belum diketahui.

Dalam sebuah penelitian terhadap tikus, para peneliti mencatat bahwa peningkatan kadar dopamin mendahului peristiwa halusinasi dan bahwa peningkatan kadar dopamin buatan menyebabkan lebih banyak peristiwa halusinasi. Efek perilaku ini dapat dihambat dengan pemberian obat antipsikotik haloperidol, yang memblok dopamin.

“Tampaknya ada sirkuit saraf di otak yang menyeimbangkan keyakinan dan bukti sebelumnya, dan semakin tinggi tingkat dopamin dasar, semakin Anda mengandalkan keyakinan sebelumnya,” kata Kepech. “Kami percaya bahwa halusinasi terjadi ketika sirkuit saraf ini tidak seimbang dan antipsikotik menyeimbangkannya. Game komputer kita mungkin melibatkan rantai yang sama, jadi peristiwa halusinasi mencerminkan ketidakseimbangan rantai ini. Kami sangat senang dengan pendekatan komputasi ini untuk mempelajari halusinasi antar spesies, yang memungkinkan kami untuk akhirnya menjelajahi akar neurobiologis dari pengalaman misterius ini. “

Referensi: “Dopamin striatal memediasi persepsi halusinasi pada tikus” oleh K. Schmack, M. Bosc, T. Ott, JF Sturgill dan A. Kepecs, 2 April 2021, Ilmu.
DOI: 10.1126 / science.abf4740

Pendanaan: Leopoldina (Akademi Ilmu Pengetahuan Jerman), Yayasan Riset Jerman, Yayasan Riset Otak dan Perilaku, Institut Kesehatan Mental Nasional, Institut Nasional Penyalahgunaan Narkoba

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Menyelidiki lebih dalam tentang asal usul sinar kosmik dengan gerakan Brown geometris

Representasi skema sinar kosmik yang merambat melalui awan magnetik. Kredit: Salvatore Buonocore Model simulasi menyediakan langkah pertama dalam mengembangkan algoritma untuk meningkatkan metode deteksi. Sinar...

Penyerapan elektron terpisah yang ditangkap dalam film

Film menangkap gambar penangkapan elektron terpisah. Kredit: Javier Marmolejo Para peneliti di Universitas Gothenburg telah mengamati penyerapan satu elektron oleh tetesan melayang dengan amplitudo...

Perlindungan probiotik? Bakteri Usus Ditemukan Melindungi Usus Terhadap Virus COVID-19

Para peneliti dari Universitas Yonsei di Korea Selatan telah menemukan bahwa bakteri tertentu yang hidup di usus manusia mengeluarkan obat yang menghambat SARS-CoV-2. ...

Menggali sejarah populasi Neanderthal menggunakan DNA nuklir purba dari sedimen gua

Galeri patung gua di Spanyol utara. Penulis: Javier Trueba - film sains Madrid DNA mitokondria manusia purba telah diekstraksi dari deposit gua, tetapi nilainya...

Sakelar Semikonduktor Berpanduan Laser untuk Komunikasi Generasi Selanjutnya

Insinyur Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah menemukan jenis baru sakelar semikonduktor yang digerakkan oleh laser yang secara teoritis dapat mencapai kecepatan lebih tinggi pada...

Newsletter

Subscribe to stay updated.