Stress kan tot risicovolle beslissingen leiden
Chronische stress zou besluitvorming laten doorslaan
naar meer risicovolle opties
Beslissingen nemen is niet altijd makkelijk, vooral
niet als er een keuze is tussen twee opties die beide
zowel positieve als negatieve elementen bevatten, zoals
kiezen tussen een baan met een hoog salaris maar lange
werktijden en een minder goed betaalde baan die wel meer
vrije tijd biedt.
Neurowetenschappers van MIT hebben ontdekt dat
beslissingen nemen in dit soort situaties, die bekend
staan als kosten-batenconflicten, enorm worden beïnvloed
door chronische stress. Bij een muizenstudie werd
vastgesteld dat gestreste dieren veel vaker “hoog
risico-hoge beloning”-opties kozen.
De onderzoekers zagen ook dat beschadiging van een
specifiek hersencircuit aan de basis ligt van deze
abnormale vorm van besluitvorming en zij toonden aan dat
normaal gedrag kan worden hersteld door dit circuit te
manipuleren. Als er een methode ontwikkeld zou kunnen
worden om dit circuit bij mensen af te stellen, zou dat
patiënten kunnen helpen met aandoeningen zoals
depressie, verslaving en angststoornis, die vaak slechte
beslissingen nemen.
“Het is opwindend dat we, door deze zeer basale
kennis toe te passen, een microcircuit van neuronen
vonden in het striatum dat we konden manipuleren, zodat
de effecten van stress op dit type besluitvorming konden
worden tenietgedaan. Dit vinden wij ontzettend
veelbelovend, maar we zijn ons ervan bewust dat deze
experimenten alleen nog maar met muizen en ratten zijn
gedaan,” zegt Ann Graybiel, hoogleraar aan MIT en lid
van het McGovern Institute for Brain Research. Zij is
tevens senior auteur van de studie, die is verschenen in
Cell van movember 2016. De hoofdauteur is Alexander
Friedman, wetenschapper bij het McGovern instituut.
Moeilijke beslissingen
In 2015 identificeerden Graybiel, Friedman en collega’s
voor het eerst het hersencircuit dat betrokken is bij
besluitvorming waarbij een kosten-batenconflict
ontstaat. Het circuit begint in de mediale prefrontale
cortex, die verantwoordelijk is voor stemmingscontrole
en het breidt zich uit in clusters van neuronen,
zogenaamde striosomen, die gelegen zijn in het striatum,
een gebied dat geassocieerd wordt met gewoontevorming,
motivatie en beloningsversterking.
In die studie werden knaagdieren getraind om in een
doolhof te rennen waarin ze moesten kiezen tussen een
optie met geconcentreerde chocolademelk, wat ze lekker
vinden, gecombineerd met helder licht, wat ze niet fijn
vinden en een optie met minder licht, maar minder
geconcentreerde chocolademelk. Als de verbinding tussen
de corticale neuronen en de striosomen werd verbroken
met behulp van een techniek genaamd optogenetica, bleek
dat de voorkeur van de dieren voor laag risico-lage
beloning omgebogen kon worden naar een voorkeur voor
hogere beloning, ondanks de hogere kosten.
Een soortgelijk experiment werd gedaan tijdens dit
nieuwe onderzoek, maar zonder de optogenetische
manipulatie. In plaats daarvan werden de dieren twee
weken lang dagelijks blootgesteld aan een korte
stressperiode.
Normale ratten die geen stress hebben ervaren, zouden
ongeveer de helft van de tijd kiezen voor de optie met
minder licht en minder geconcentreerde chocolademelk. De
onderzoekers verhoogden geleidelijk aan de concentratie
chocolademelk aan de kant met minder licht en de dieren
begonnen daarna steeds vaker die kant te kiezen.
Als echter chronisch gestreste ratten en muizen in
dezelfde situatie gebracht werden, bleven ze kiezen voor
de kant met helder licht/hoog geconcentreerde
chocolademelk, ook al nam de concentratie van de melk
enorm toe aan de donkerdere kant. Dit was hetzelfde
gedrag dat de wetenschappers waarnamen bij knaagdieren
waarbij het prefrontale cortex-striosomen-circuit
optogenetisch was verstoord.
“Het resultaat is dat het dier de hoge kosten negeert
en kiest voor de hoge beloning,” zegt Friedman.
Circuitdynamiek
De onderzoekers geloven dat dit circuit informatie over
goede en slechte aspecten van mogelijke keuzes
integreert, wat het brein helpt om een beslissing te
nemen. Normaal gesproken, als het circuit aanstaat,
activeren neuronen in de prefrontale cortex bepaalde
sterk vurende neuronen genaamd interneuronen, die dan de
activiteit van striosomen onderdrukken. Als de dieren
gestrest zijn verandert de dynamiek in deze circuits en
de corticale neuronen vuren te laat om de striosomen te
remmen, waardoor die overprikkeld raken. Dit resulteert
in abnormaal besluitvormingsgedrag.
“Op de een of andere manier beheerst deze eerdere
blootstelling aan chronische stress de integratie van
goed en slecht,” zegt Gabriel. “Het is alsof de dieren
hun vermogen kwijt zijn om opwinding en remming in
evenwicht te houden, wat zou leiden tot verstandig
gedrag.”
Als deze verandering eenmaal optreedt blijft het
effect maandenlang bestaan, zo zagen de onderzoekers. Ze
konden echter wel het normale gedrag herstellen bij de
gestreste muizen door optogenetische manipulatie,
waarbij de striosomen werden onderdrukt door de sterkt
vurende interneuronen te stimuleren. Dit suggereert dat
het prefrontale-striosomencircuit intact blijft na
chronische stress; het is mogelijk gevoelig voor
manipulaties die het normale gedrag ook bij mensen
zouden kunnen herstellen, bij wie aandoeningen zorgen
voor abnormale besluitvorming.
“Deze verandering zou dus omkeerbaar kunnen zijn en
het is mogelijk dat je in de toekomst via deze
interneuronen zou kunnen zorgen voor herstel van het
evenwicht tussen opwinding en remming,” aldus Friedman.
Vertaling: A. Zwart