Para ilmuwan telah mengidentifikasi sirkuit otak tertentu yang tampaknya memainkan peran utama dalam kecemasan, perilaku depresi, dan penarikan diri dari pergaulan. Yang lebih mengejutkan lagi, mereka menemukan bahwa memulihkan keseimbangan dalam sirkuit ini sudah cukup untuk membalikkan banyak perilaku pada tikus.
Penelitian ini dipimpin oleh Juan Lerma dan timnya dari Laboratorium Fisiologi Sinaptik Institute of Neurosciences (IN), pusat gabungan Dewan Riset Nasional Spanyol (CSIC) dan Universitas Miguel Hernández (UMH) Elche. Temuan mereka dipublikasikan di iSains.
Wilayah otak utama yang terkait dengan gangguan emosional
Studi ini berfokus pada amigdala, wilayah otak yang membantu mengatur emosi seperti ketakutan dan kecemasan. Para peneliti telah menemukan bahwa kelompok neuron tertentu di area ini dapat mempunyai pengaruh yang kuat terhadap perilaku emosional dan sosial.
“Kami telah mengetahui bahwa amigdala terlibat dalam kecemasan dan ketakutan, namun kami kini telah mengidentifikasi populasi neuron tertentu yang aktivitas tidak seimbangnya saja sudah cukup untuk memicu perilaku patologis,” jelas Lerma.
Untuk menyelidikinya, tim menggunakan tikus hasil rekayasa genetika yang menghasilkan gen Grik4 tingkat tinggi. Perubahan ini meningkatkan jumlah reseptor GluK4 glutamat, membuat beberapa neuron lebih tereksitasi dari biasanya.
Model tikus awalnya dikembangkan oleh laboratorium yang sama pada tahun 2015. Hewan-hewan ini menunjukkan perilaku yang menyerupai kecemasan dan penarikan diri dari pergaulan, ciri-ciri yang sering dikaitkan dengan kondisi seperti autisme dan skizofrenia.
Mengembalikan Keseimbangan Kecemasan Terbalik
Para ilmuwan kemudian menargetkan neuron di bagian amigdala yang dikenal sebagai amigdala basolateral. Dengan menormalkan aktivitas gen Grik4 di wilayah ini, mereka membangun kembali komunikasi dengan neuron penghambat di amigdala sentrolateral yang disebut neuron yang menembakkan secara teratur.
Dampaknya sangat dramatis.
“Penyesuaian sederhana ini cukup untuk membalikkan perilaku yang terkait dengan kecemasan dan defisit sosial, dan ini merupakan hal yang luar biasa,” kata Álvaro García, penulis pertama studi tersebut.
Untuk mengukur dampaknya, tim menggabungkan rekaman elektrofisiologi dengan tes perilaku yang biasa digunakan untuk menilai kecemasan, depresi, dan interaksi sosial pada hewan pengerat. Tes-tes ini menguji perilaku seperti kesediaan untuk menjelajahi ruang terbuka dan minat pada tikus asing.
Dengan menggunakan teknik rekayasa genetika dan rekayasa virus, para peneliti secara selektif mengoreksi ketidakseimbangan saraf di amigdala basolateral. Mereka kemudian mengamati peningkatan aktivitas otak dan perilaku.
Penemuan ini melampaui model genetik tunggal
Para peneliti juga ingin mengetahui apakah mekanisme yang sama mungkin terlibat dalam kecemasan secara lebih umum.
Untuk mengujinya, mereka menerapkan intervensi yang sama pada tikus tipe liar yang secara alami menunjukkan tingkat kecemasan yang tinggi. Perawatan ini juga mengurangi kecemasan pada hewan-hewan ini.
“Ini memvalidasi temuan kami dan memberi kami keyakinan bahwa mekanisme yang kami identifikasi tidak eksklusif untuk model genetik tertentu, namun mungkin mewakili prinsip umum tentang bagaimana emosi diatur di otak,” tambah Lerma.
Hasilnya menunjukkan bahwa jalur saraf yang diidentifikasi dalam penelitian ini mungkin merupakan bagian dari sistem yang lebih universal yang terlibat dalam regulasi emosional.
Kemungkinan baru untuk perawatan yang ditargetkan
Tidak semua gejala membaik setelah prosedur. Tikus terus menunjukkan defisit dalam memori pengenalan objek, menunjukkan bahwa wilayah otak tambahan mungkin berkontribusi terhadap beberapa aspek gangguan ini.
Para peneliti menunjuk area seperti hipokampus sebagai kontributor yang mungkin tidak terpengaruh oleh pengobatan tersebut.
Meskipun demikian, hasilnya menawarkan arah yang menjanjikan untuk terapi di masa depan.
“Menargetkan sirkuit saraf spesifik ini bisa menjadi strategi yang efektif dan lebih terlokalisasi untuk mengobati gangguan afektif,” peneliti menyimpulkan.
Studi ini didukung oleh pendanaan dari Badan Penelitian Spanyol (AEI) – Kementerian Sains, Inovasi dan Universitas Spanyol, Program Keunggulan Severo Ochoa untuk Pusat Penelitian Institut Ilmu Saraf CSIC-UMH, Dana Pembangunan Regional Eropa (ERDF) dan Generalitat Valenciana melalui program PROMETEO dan CIPROM.
