Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN

ul. Pasteura 3, 02-093 Warszawa
http://www.nencki.gov.pl
e-mail: [email protected]
tel.: +48 22 5892000 (centrala)
+48 22 5892491 (sekretariat)
fax: +48 22 8225342
Warszawa, 19 października 2016
Dusza towarzystwa czy przystosowany samotnik – jak społeczny
jest mózg?
Gdy ktoś panikuje, inni mogą odczuwać jego zaniepokojenie. Gdy inni się śmieją,
nam także łatwiej się uśmiechać. Część emocji nie należy wyłącznie do nas,
przejmujemy je od osób w naszym otoczeniu. Jak mózg przetwarza tak złożone,
społeczne emocje? Pierwsze zarysy odpowiedzi wyłaniają się z badań Instytutu
Nenckiego, obecnie realizowanych w ramach prestiżowego europejskiego grantu
ERC, przyznanego dr Ewelinie Knapskiej.
Człowiek jest istotą społeczną. Lecz jaki jest jego mózg? Czy są w nim struktury, które
wyewoluowały specjalnie w celu zapewnienia nam sprawnych relacji z resztą społeczności, czy
może odczuwanie emocji innych osobników to po prostu wynik adaptacji, nabycia nowych
umiejętności przez obwody neuronalne wykształcone na dużo wcześniejszych etapach ewolucji?
W najbliższych latach badania nad mechanizmami przetwarzania emocji społecznych przez mózg
będą realizowane w warszawskim Instytucie Biologii Doświadczalnej PAN im. Marcelego
Nenckiego dzięki elitarnemu grantowi ERC Starting Grant o wartości 1,3 mln euro, przyznanemu dr
hab. Ewelinie Knapskiej. Granty Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (European Research
Council, ERC) należą do najbardziej prestiżowych i zarazem najtrudniejszych do zdobycia grantów
europejskich. Od 2007 roku przyznano je ok. 6,5 tysiąca naukowcom, w tym zaledwie 22
badaczom z Polski.
„W starannie zaprojektowanych eksperymentach na szczurach będziemy się przyglądać
funkcjonowaniu bardzo ciekawego ośrodka przetwarzania emocji w mózgu: ciału migdałowatemu.
Chcemy przede wszystkim się dowiedzieć, czy zarażanie się emocjami innych – a więc emocje
przekazywane drogą społeczną – angażuje te same grupy neuronów co emocje o charakterze
niespołecznym. Spróbujemy także odpowiedzieć na pytanie, czy społeczne emocje o pozytywnym i
negatywnym charakterze są przetwarzane przez te same neurony”, tłumaczy dr Knapska.
Ciało migdałowate jest niewielką strukturą o charakterystycznym kształcie migdała, znajdującą się
głęboko w mózgu. Wedle dotychczasowej wiedzy, przy bezpośrednim pobudzeniu osobnika
wykazuje ono zwiększoną aktywność, szczególnie silną w przypadku emocji negatywnych, takich
jak strach wywołany zagrożeniem. Wiadomo jednak, że ciało migdałowate jest zaangażowane
także w kontrolę emocji społecznych, a więc powstających w wyniku interakcji z innymi,
pobudzonymi emocjonalnie istotami.
„Za pomocą optogenetyki potrafimy kontrolować aktywność nawet bardzo małych fragmentów ciała
migdałowatego szczurów. Krok po kroku, zamierzamy tu włączać i wyłączać kolejne grupy
neuronów, na ogół liczące nie więcej niż kilkaset komórek nerwowych. Za każdym razem będziemy
sprawdzać, jak zwierzę reaguje na emocje innego szczura, znajdującego się w pobliżu, który jest
jednocześnie odpowiednio pobudzony emocjonalnie”, wyjaśnia dr Knapska.
Kontrolowanie ściśle określonych grup neuronów jest możliwe tylko u szczurów wcześniej
poddanych modyfikacjom genetycznym. W ich wyniku w błonach komórkowych wybranych
neuronów pojawiają się światłoczułe białka pełniące rolę kanałów jonowych. Przed
eksperymentem do wnętrza mózgu zwierzęcia wprowadza się cienki światłowód (szczury bardzo
dobrze tolerują ten zabieg mikrochirurgiczny). Gdy kanały jonowe zmodyfikowanych neuronów
zostaną oświetlone światłem o odpowiedniej długości fali, zależnie od swego typu pobudzą lub
zahamują aktywność neuronu. Reakcje neuronów na włączenie lub wyłączenie światła są przy tym
niemal natychmiastowe, co ułatwia wiązanie przyczynowo-skutkowe aktywności grup neuronów z
zachowaniem zwierzęcia.
Prace grupy dr Knapskiej mają charakter czysto naukowy, poznawczy. Z uwagi na techniki
optogenetyczne, nie można byłoby prowadzić ich na ludziach. Jednak zrozumienie procesów
przetwarzania emocji w neuronach ciała migdałowatego szczurów będzie miało także znaczenie
praktyczne dla poznania mechanizmów różnych chorób, np. autyzmu czy psychopatii, w których
umiejętności komunikacji społecznej są silnie zaburzone. Ponieważ podłoże tych chorób jest w
części podobne u szczurów i ludzi, wiedza zdobyta przez grupę dr Knapskiej o neurobiologicznych
podstawach przetwarzania bodźców społecznych u szczurów z czasem prawdopodobnie znajdzie
zastosowanie medyczne.
„Nasze dotychczasowe wyniki, dzięki którym mogłam skutecznie aplikować o grant ERC, wstępnie
wykazały, że strach jednego szczura rzeczywiście aktywuje układy neuronów znajdujące się w
ciele migdałowatym drugiego zwierzęcia. Jednak emocje przekazywane społecznie są
przetwarzane przez mózg w bardzo złożony sposób. Dlatego jesteśmy przekonani, że podczas
dalszych doświadczeń neurony nie raz nas zadziwią swoimi reakcjami”, mówi dr Knapska.
Badania w Instytucie Nenckiego, prowadzone w ramach ERC Starting Grant, będą trwały pięć lat.
Aby zrealizować je w zakładanym terminie, dr Knapska planuje powiększyć swoją grupę m.in. o
naukowca na stażu podoktorskim i przynamniej dwóch doktorantów.
Granty Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych są przydzielane w trzech głównych kategoriach:
Starting Grant (dla naukowców od dwóch do siedmiu lat po doktoracie, maksymalnie 1,5 mln euro),
Consolidator Grant (dla osób siedem do dwunastu lat po doktoracie, maksymalnie 2 mln euro) oraz
Advanced Grants (dla naukowców o ugruntowanym dorobku, maksymalnie 2,5 mln euro).
Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego Polskiej Akademii Nauk, utworzony w 1918 roku, jest największym nieuniwersyteckim
ośrodkiem badań biologicznych w Polsce. Do priorytetowych dziedzin podejmowanych w Instytucie należą: neurobiologia,
neurofizjologia, biologia i biochemia komórkowa oraz biologia molekularna – w skalach złożoności od organizmów tkankowych przez
organelle komórkowe do białek i genów. W Instytucie działa 40 laboratoriów, m.in. nowoczesnej Mikroskopii Konfokalnej, Cytometrii
Przepływowej i Skaningowej, Mikroskopii Elektronowej, Testów Behawioralnych i Elektrofizjologii. Instytut dysponuje nowoczesną
aparaturą badawczą i zmodernizowaną zwierzętarnią, pozwalającą na hodowlę zwierząt laboratoryjnych, także transgenicznych, według
najwyższych standardów. Poziom prac eksperymentalnych, publikacje i silne związki z nauką światową plasują Instytut wśród
wiodących placówek biologicznych Europy.
KONTAKTY:
dr hab. Ewelina Knapska
Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN w Warszawie
tel. +48 22 5892370
email: [email protected]
POWIĄZANE STRONY WWW:
http://www.nencki.gov.pl/
Strona Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN w Warszawie.
http://press.nencki.gov.pl/
Serwis prasowy Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN w Warszawie.
MATERIAŁY GRAFICZNE:
Nencki161019b_fot01s.jpg
HR: http://press.nencki.gov.pl/wp-content/uploads/2016/10/Nencki161019b_fot01.jpg
Jak społeczny jest mózg? Odpowiedź przyniosą badania dr hab. Eweliny Knapskiej z Instytutu Biologii Doświadczalnej PAN im. M.
Nenckiego w Warszawie, prowadzone w ramach elitarnego grantu europejskiego ERC Starting Grant. (Źródło: Instytut Nenckiego,
Grzegorz Krzyżewski)