Optogeneetika murrab valguskiirusel harjumuste jõu
Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi neuroteaduste laboratooriumis kõlab helisignaal. T-kujulises labürindis jooksev rott valib suhkrulahuse ootuses haru, mille lõpust kostev heli eelnevalt teda maiuseni juhatanud on. Ta ei tea, et lahusesse on segatud uimastavat ebameeldiva maitsega kemikaali. Ent isegi järgmistel kordadel, kui rott selle uutest omadustest juba teadlik on, valib ta ikka sama tee. Harjumus on liiga tugev.   Harjumused on ühed kõige stabiilsemad ja tugevamad mehhanismid, mis loomade ja inimeste käitumist juhivad. Siiski on viimastel aastatel läbiviidud uurimused näidanud, et nende kindlus on vaid näiline. Närvirakkude tavapärast tööd takistavaid kemikaale kasutades ja ajukahjustusi uurides on teadlased jõudnud järeldusele, et harjumuste avaldumises mängib keskset rolli ventromediaalne prefrontaalne korteks (ILC). Hüpoteesi on toetanud rottidel vastava ajuosa eemaldamisel nähtavad tulemused. Samal ajal on säärased katsed sisuliselt üpris kohmakad.   Karl Deisseroth, optogeneetika üks pioneeridest, teab seda väga hästi. Järgmisel korral, kui rott labürinti lastakse, aktiveerib tema töörühm lihtsa mehhanismi. Roti ajju suubuva fiiberoptilise kaabli vahendusel hakkavad ILC'i tabama kollast valgust kiirgavalt laserilt pärinevad footonid. Seekord jääb näriline labürindi harude lahknemisel hetkeks mõtisklema. Vaatamata suhkrulahuse asukohale viitavale helisignaalile valib ta vastasharu. Harjumuse jõud on murtud.   Nipp toimib tänu viirustega ajurakkudesse viidud vetikalt pärinevale valgustundlikule valgule – halorodopsiinile. Küsimus ei ole selles, et kollane valgus järsult proteiini aktiveerimise läbi mälestused maitsvast šokolaaditükist või suhkrulahusest kustutaks. Lausa vastupidi, ILC'i töö halvamine võimaldab selgelt meenutada ka tagajärgi, mis ühte või teise suunda jooksmisega kaasnevad. Antud juhul on mälestus suhkrulahuse uimastavast toimest piisav motivaator, et riskida teise suunda jooksmisega. Siiski ei ole ILC'i roll niivõrd selge, kui katsest järelduda võiks.   Mõne aja pärast olid rotid omandanud harjumuse eelnevalt peibutavale helile vastupidises suunas joosta. Kuid kui Deisseroth koos kolleegidega seekord laseri aktiveeris, juhtus midagi kummalist. Närilised omandasid taas oma vana harjumuse ja valisid haru, mille lõpus teadsid nad uimastavat suhkrulahust peituvat. Sama katse erinevad variatsioonid demonstreerisid taas, et ILC'i stimuleerimine ei muuda roti käitumist juba kord suhkrulahuse juurde jõudes. Samuti mälestust selle ebameeldivast mõjust – närilised ei riskinud enamikel juhtudel selle lakkumisega.   Pigem näib ajuosa käituvat seega otsese lülitina, mis aktiveerib vastavalt olukorrale uue või vana harjumuse. Lisaks kinnitavad tulemused taaskord juba Pavlovi ajast pärit tõdemust, et eelmisi käitumismalle ei unustata, vaid need lihtsalt asenduvad uutega. Sellegipoolest on nähtus autorite hinnangul veidi paradoksaalne – vaatamata harjumuste näivast automaatsusest näib prefrontaalne korteks endiselt alternatiivsete tegevusplaanide võimalust samm-sammult kaaluvat. Sellel tundub olevat võime harjumusest tulenevat käitumist iga hetk peatada.   Optogeneetika poolt pakutavate võimaluste rakendamine halbadest harjumustest lahtisaamiseks on siiski äärmiselt kauge tulevik. Lisaks hetkel ILC's valgustundlike valkude aktiveerimiseks vajalikust ajust välja turritavast fiiber- kaablist, mis välimusele kõige soodsamalt ei mõjuks, on neuroteadlased ILC kõikide funktsioonide avastamise osas alles selle pinda kriimustanud. Ajuosa peidab endas mitmeid erinevat tüüpi neuroneid, mis on teiste ajuosadega ühenduses mitmeid erinevaid kanaleid pidi. Seega pole veel kindel, mis täpselt rottide säärase käitumise tingis.   Töörühma uurimus ilmus Ameerika Ühendriikide Teadusteakadeemia toimetistes.Toimetas Jaan-Juhan Oidermaa
