Hersenen op automatische piloot bij stress


Cortisolreceptor speelt rol in verschuiving hersenprocessen bij stress

29 september 2015

Behalve dat stressvolle situaties zorgen voor lichamelijke effecten, zoals verhoogde hartslag, bloeddruk, zweten en versnelde ademhaling, zorgen ze ook voor cognitieve effecten. Je reageert sneller en onthoudt niet alles van wat er gebeurt. Neurowetenschapper Susanne Vogel van het Radboudumc
toont in haar promotieonderzoek aan dat de mineralocorticoidreceptor in de hersenen hier een belangrijke rol bij speelt. Het project is mogelijk gemaakt met financiering van het NWO regieorgaan voor Hersenen en Cognitie (NIHC).

Stress zorgt ervoor dat we snel kunnen handelen zonder daar eerst lang over na te denken. Tegelijkertijd maakt stress het moeilijk om informatie op te halen, bijvoorbeeld tijdens een lastig tentamen, of om een traumatische gebeurtenis te vergeten. Het stresshormoon cortisol speelt bij deze
processen een rol. Cortisol kan aan twee receptoren binden om de processen in gang te zetten: de mineralocorticoide receptor (MR) en de glucocorticoide receptor (GR). Lang was veel neurowetenschappelijk onderzoek gericht op de GR, omdat daar al van bekend was dat deze receptor sterk reageert
op de afgifte van cortisol. Pas onlangs is ontdekt dat ook de MR belangrijk kan zijn. Susanne Vogel toont nu aan dat activering van de MR onder invloed van cortisol leidt tot een verschuiving naar een meer geautomatiseerd en minder flexibel denksysteem in de hersenen.

Voet in ijs

Voor haar onderzoek onderwierp Susanne Vogel 101 gezonde mannelijke vrijwilligers aan een stresstest. De helft van de groep moest in een ongemakkelijke positie in een MRI-scanner liggen, met een voet in ijswater. Tegelijkertijd moesten ze een ingewikkelde rekentaak uitvoeren terwijl twee
bewust afstandelijke onderzoekers in witte jassen hen observeerden. De andere helft van de vrijwilligers voerde een simpele rekentest in de MRI-scanner uit, met een voet in warm water en onder begeleiding van een aardige onderzoeker. Daarbij kreeg bij beide groepen een deel van de
proefpersonen een middel dat de werking van de MR in de hersenen blokkeerde. Zo kon Susanne Vogel de rol van de MR bestuderen in de verschuiving van hersenfunctie onder stress en normale omstandigheden.

Gecombineerde actie

Acute stress leidde bij de proefpersonen tot de verwachte lichamelijke reacties, zoals angst, een verhoogde harstslag en de verhoogde afgifte van cortisol. Daarnaast ging de stress gepaard met een sterkere verbinding in de hersenen tussen de amygdala en het striatum. Deze hersengebieden zorgen
voor meer alertheid en snel handelen. Voor deze verschuiving in communicatie in de hersenen bleek de werking van de MR onder invloed van cortisol nodig. Vogel concludeert dat de MR er dus voor zorgt dat onder stress de beperkte middelen in de hersenen effectief worden ingezet: alert,
aandachtig en zoveel mogelijk op de automatische piloot. Haar verwachting was dan ook dat bij de proefpersonen waarbij het MR-systeem geblokkeerd was, deze verschuiving in gedrag niet plaatsvond. Zij onderzocht deze hypothese bij twee verschillende cognitive processen: het ruimtelijke geheugen
en het aanleren van angst.

Omgeving in kaart

Orientatie in een omgeving kan ruwweg op twee manieren: door het mentaal in kaart brengen van de gehele omgeving, of door snel af te gaan op acute veranderingen in de omgeving. De eerste optie is nauwkeuriger, maar cognitief zwaarder dan de tweede. De verwachting is dan ook dat bij stress een
verschuiving optreedt naar de acute orientatie. In haar experiment liet Susanne Vogel de proefpersonen een 3D-computergame spelen in de MRI-scanner waarbij ze zich moesten orienteren in de omgeving. Proefpersonen waarbij de MR geblokkeerd waren, vertoonden onder stress inderdaad geen
verschuiving naar acute orientatie, in tegenstelling tot de gestressde proefpersonen met een normaal functionerend MR-systeem.

Aanleren van angst

Susanne Vogel keek ook naar het aanleren van angst. Angst speelt een grote rol bij stress, maar over de mechanismen achter het aanleren tijdens stress is nog vrij weinig bekend. De proefpersonen kregen in het experiment een aantal afbeeldingen van gezichten te zien, waarna al dan niet een
vervelende elektrische schok volgde. Het verband tussen de plaatjes en het optreden van de schok kon makkelijk, of moeilijk te doorgronden zijn. Uit het experiment bleek dat gestressde proefpersonen meer angstig werden voor de eenvoudige angstprikkel en in mindere mate voor de moeilijke
pijnprikkel. Als de MR geblokkeerd was, trad deze verschuiving niet op.

Verslaving behandelen

De resultaten van haar onderzoek zijn volgens Susanne Vogel ook relevant voor de klinische praktijk: "Het instellen van de `automatische' piloot in de hersenen onder invloed van stress hangt dus af van de binding van het stresshormoon cortisol aan de MR. Als deze receptor geblokkeerd is, vindt
de cognitieve verschuiving niet plaats. Misschien kan het blokkeren van deze receptor ook deze verschuiving voorkomen in mensen die roken of aan andere verslavingen lijden. Als dat het geval is, kan de MR een veelbelovend doel zijn voor de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor
verslavingen."

Bron: Radboud Universiteit Nijmegen