Badając myszy, naukowcy z Washington University School of Medicine w St. Louis zidentyfikowali obwód nerwowy i neuropeptyd – chemiczny przekaźnik, który przenosi sygnały między komórkami nerwowymi – które przekazują odczucie znane jako przyjemny dotyk ze skóry do mózgu.
Taki dotyk – na przykład poprzez przytulanie, trzymanie się za ręce lub pieszczoty – wyzwala psychologiczny impuls, o którym wiadomo, że jest ważny dla dobrego samopoczucia emocjonalnego i zdrowego rozwoju. Zidentyfikowanie neuropeptydu i obwodu, które kierują uczuciem przyjemnego dotyku, może ostatecznie pomóc naukowcom lepiej zrozumieć i leczyć zaburzenia charakteryzujące się unikaniem dotyku i upośledzeniem rozwoju społecznego, w tym zaburzenia ze spektrum autyzmu.
Badanie zostało opublikowane 28 kwietnia w czasopiśmie Science.
„Przyjemne odczucie dotyku jest bardzo ważne u wszystkich ssaków” – powiedział główny badacz dr Zhou-Feng Chen, dyrektor Centrum Badań nad Swędzeniem i Zaburzeniami Zmysłów na Uniwersytecie Waszyngtońskim. „Głównym sposobem pielęgnowania niemowląt jest dotyk. Trzymanie ręki umierającej osoby jest bardzo potężną, pocieszającą siłą. Zwierzęta pielęgnują się nawzajem. Ludzie ściskają i ściskają dłonie. Terapia masażu zmniejsza ból i stres oraz może przynieść korzyści pacjentom z zaburzenia psychiczne. W tych eksperymentach na myszach zidentyfikowaliśmy kluczowy neuropeptyd i okablowaną ścieżkę neuronową, która jest odpowiedzialna za to odczucie”.
Zespół Chen odkrył, że gdy hodowali myszy bez neuropeptydu, zwanego prokinektycyną 2 (PROK2), takie myszy nie wyczuwały przyjemnych sygnałów dotykowych, ale nadal reagowały normalnie na swędzenie i inne bodźce.
„Jest to ważne, ponieważ teraz, gdy wiemy, który neuropeptyd i receptor przekazują tylko przyjemne wrażenia dotykowe, możliwe jest wzmocnienie przyjemnych sygnałów dotykowych bez zakłócania innych obwodów, co jest kluczowe, ponieważ przyjemny dotyk pobudza kilka hormonów w mózgu, które są niezbędne dla interakcje społeczne i zdrowie psychiczne” – wyjaśnił.
Zespół Chen odkrył między innymi, że myszy, które zostały zaprojektowane tak, aby nie mieć PROK2 lub obwodu nerwowego rdzenia kręgowego, w którym występuje ekspresja jego receptora (PROKR2), również unikały czynności takich jak pielęgnacja i wykazywały oznaki stresu, których nie obserwuje się u normalnych myszy. Naukowcy odkryli również, że myszy pozbawione przyjemnego wrażenia dotykowego od urodzenia wykazywały silniejsze reakcje na stres i wykazywały większe zachowania unikania społecznego niż myszy, których przyjemna reakcja na dotyk została zablokowana w wieku dorosłym. Chen powiedział, że odkrycie podkreśla znaczenie matczynego dotyku w rozwoju potomstwa.
„Matki lubią lizać swoje szczenięta, a dorosłe myszy również często pielęgnują się nawzajem z dobrych powodów, takich jak pomaganie w budowaniu więzi emocjonalnych, sen i łagodzenie stresu” – powiedział. „Ale te myszy tego unikają. Nawet gdy ich współlokatorzy próbują je pielęgnować, odsuwają się. Nie pielęgnują też innych myszy. Są wycofane i odizolowane”.
Naukowcy zazwyczaj dzielą zmysł dotyku na dwie części: dotyk rozróżniający i dotyk afektywny. Dyskryminacyjny dotyk pozwala osobie dotykanej wykryć ten dotyk i zidentyfikować jego lokalizację i siłę. Afektywny, przyjemny lub awersyjny dotyk przypisuje temu dotykowi wartość emocjonalną.
Badanie przyjemnego dotyku u ludzi jest łatwe, ponieważ osoba może powiedzieć badaczowi, jak się czuje dany rodzaj dotyku. Z drugiej strony myszy nie mogą tego zrobić, więc zespół badawczy musiał wymyślić, jak sprawić, by myszy dawały się dotykać.
„Jeśli zwierzę cię nie zna, zwykle odsuwa się od jakiegokolwiek dotyku, ponieważ może postrzegać to jako zagrożenie” – powiedział Chen, profesor anestezjologii Russell D. i Mary B. Shelden oraz psychiatra. medycyny i biologii rozwoju. „Naszym trudnym zadaniem było zaprojektowanie eksperymentów, które pomogły wyjść poza instynktowne unikanie dotyku przez zwierzęta”.
Aby skłonić myszy do współpracy – i dowiedzieć się, czy dotyk jest dla nich przyjemny – naukowcy trzymali myszy z dala od współwięźniów przez pewien czas, po czym zwierzęta były bardziej podatne na głaskanie miękką szczotką, podobnie jak zwierzęta głaskane. i zadbane. Po kilku dniach takiego szczotkowania myszy umieszczono następnie w środowisku z dwiema komorami. W jednej komorze zwierzęta były czesane. W drugiej komorze nie było żadnego bodźca. Mając wybór, myszy szły do komory, w której miały być czesane.
Następnie zespół Chena rozpoczął prace nad identyfikacją neuropeptydów, które zostały aktywowane przez przyjemne szczotkowanie. Odkryli, że PROK2 w neuronach czuciowych i PROKR2 w rdzeniu kręgowym przekazują przyjemne sygnały dotykowe do mózgu.
W dalszych eksperymentach odkryli, że neuropeptyd, na którym się znaleźli, nie był zaangażowany w przekazywanie innych sygnałów czuciowych, takich jak swędzenie. Chen, którego laboratorium jako pierwsze zidentyfikowało podobną, dedykowaną ścieżkę dla swędzenia, powiedział, że przyjemne uczucie dotyku jest przekazywane przez zupełnie inną, dedykowaną sieć.
„Podobnie jak mamy komórki i peptydy specyficzne dla swędzenia, teraz zidentyfikowaliśmy przyjemne neurony specyficzne dla dotyku i peptyd do przesyłania tych sygnałów” – powiedział.
Liu B, Qiao L, Liu K, Piccinni-Ash TJ, Chen ZF. Molekularna i neuronalna podstawa przyjemnego dotyku. Science, 29 kwietnia 2022. DOI 10.1126/science.abn2749
Praca ta jest wspierana przez Narodowy Instytut Zapalenia Stawów i Chorób Mięśniowo-Szkieletowych i Skóry oraz Narodowy Instytut Zaburzeń Neurologicznych i Udaru z Narodowych Instytutów Zdrowia (NIH). Przyznaj numery 1R01 AR056318-06 i R01 NS094344.