PBL Fall 13: Emotioner och känslor

Fallet

Person söker vård för ont i ryggen. Inga fel hittas och patient åker hem med värktabletter som råd. Månad senare påträffas patienten på psykiatriska klinikens akutmottagning, orsak: självmordsförsök. Visar på depression, har tidigare behandlats med Cipramil. Läggs in, får elchockbehandling och skriv sedan ut välmående. Ryggsmärtorna ej besvärarande längre. Även läkemedel Effexor har används vid behandling.

Studiemål

• Limbiska systemet
• -Anatomiskt och Fysiologiskt
• Hormoner
• Vad, vilka, hur verkar de?
• Serotonin, Dopamin, Noradrenalin
• Acetylkolin i belöningssystemet
• Depression
• Orsak, Uttryck, Behandling
• ECT
• Emotioner och känslor
• Vilka delar av hjärnan är viktiga
• Psykogen smärta
• Känslor kopplade till minne och inlärning

Studieguiden

• De anatomiska strukturer som ingår i det limbiska systemet: gyrus cinguli, hippocampus och amygdala.
• Mediala frontallobens roll i emotionella reaktioner.
• Amygdalas roll vid rädsla och ångest och dess interaktion med hypothalamus.
• Effekterna av lesioner och elektrisk stimulering i frontalloben och amygdala på aggressivitet, rädsla, sexualitet och motivation (fallet Phineas Gage och Klüver-Bucys syndrom).
• De monoaminerga neuronsystemens anatomi: Översiktligt om de dopaminerga, noradrenerga, serotoninerga och kolinerga systemen, deras lokalisation och huvudsakliga projektioner.
• Översiktligt sjukdomar där förändringar i monoaminerga bansystem kan spela en roll, t ex schizofreni och depression.

Tentafrågor

• Ange en antidepressiv behandling och beskriv dess verkningsmekanism.
• Vilket hjärnområde har påverkats vid aprosody (aprosodia). Hur ser symptombilden ut?
• Genom att låta en ton klinga samtidigt som man ger en elektrisk stöt lär man försöksdjur att bli rädda av själva tonen. Vad heter fenomenet och vilket specifikt hjärnområde är främst involverat?

 

Sammanfattning

Strukturer som är av vikt för känslor, emotion och inlärning och som ingår i limbiska systemet:

• Amygdala
• Gyrus Cinguli
• Hippocampus
• Septal Nuclei
• Basala förhjärnan
• PAG (Peruaqyeductal Gray)

 

Limbiska systemet

Limbiska systemets strukturer kopplar till de områden som hanterar undermedvetet och emotioner, till skillnad från Neocortex som då mer kopplar mot motorik och mer medvetande. Delarna i limbiska systemet gör olika saker och bör därför inte klumpas ihop som om de var en arbetande enhet. Man har dock på senare år märkt att även delar av Neocortex (hjärnbark) och inte bara Allocortex (t.ex. Hippocampus och luktsystem) är inblandad i känslor. Som Insula och Prefrontala cortex. 

 

Amygdala

Amygdala finns placerat i temporalloben inne vid Uncus och består i sin tur av fler delkärnor som alla har olika sturkturer, neuron och transmittorsubstanser. Den grövre indelningen blir enligt nedan. Det är dock tvistat om funktionen att klumpa ihop Amygdalas delar till en enhet när de verkar fungerar så olika.

• Corticomediala
• Central kärna och Cortical kärna
• Kopplar främst till: Olfactory bulp, Hyptothalamus, Viceral kärna av hjärnstammen.
• Basolaterala (inkluderar laterala kärnor)
• Basal kärna och Lateral kärna
• Kopplar främst till: Thalamus, Prefrontala Cortex
• Denna grupp är större i högre stående djur och mindre i lägre stående. 

En viktig funktion hos Amygdala är att koppla ihop stimuli till känslor, vilket då blir livsnödvändigt för vår överlevnad. Rädsla, attraktion, bedöma ansiktsuttryck, tonläge osv. Skador i Amygdala hos apor leder således till sociala problem.

Kopplingar både till och från Amygdala:

• Prefrontala cortex
• PAG
• Septal kärnan
• Temporala Associationscortex
• Hypothalamus
• Thalamus

Kopplingar till Amygdala:

• Gyrus Cinguli
• Olfactory Bulb
• Parabrachiala kärnan

Kopplingar från Amygdala

• Hippocampala formationen
• Locus Coreuleus

Amygdala kommer alltså få in information om stimuli som orsakar rädsla samtidigt som dess kontext. Detta kan sedan påverka Cortex (emotioner) och hjärnstammen (reaktionerna på emotioner), vilket då inkluderar de automatiska svaren på stimuli.

Där finns en väg från Amygdala som rundar Thalamus för att nå Tectum Mesencephalii, Stria Terminalis. I övrigt så är kopplingen till prefrontala cortex en viktig del i att delge information om känsloläge, så att kroppen ska fatta beslut baserat på detta och prioritera handlingar och fokus utifrån det.

Där finns viss forskning som visar på att Amygdala påverkar inlärningen hos neuroner som har med t.ex. hörsel att göra. Vilket verkar rimligt då vi lättare kommer ihåg sådant som påverkar oss känslomässigt. 

Kopplingen från Amygdala till PAG och hjärnstammarnas kärnor är viktiga för våra automatiska svar och vårt uttryck för känslor. PAG kopplar till prefrontala cortex och är inblandad i rädsla och när man t.ex. fryser (står stilla). Detta dämpar smärtsignalering och händer t.ex. när en mus påträffar en katt. Människor kan uppvisa samma när vi blir utsatta för plötsligt hot. Detta pågår tills vi har valt ett lämpligt program, fight… eller flight… eller bara fortsätta stå still.

 

 

Amygdala vid inlärning och glömma

Man har gjort experiment där man har kopplat ett ljud till en elektrisk stimulering och därmed orsakat rädsla hos möss. Därefter har det bara behövts ljud för att återkalla känslan, någon elektisk stimulering behövdes inte. Detta är en typ av inlärning och där sker en LTP (long term potentiation) i Amygdala i samband med detta. Detta innebär och visats på apor, att när Amygdala saknas går inte denna att skapa. De kan helt enkelt inte associera objekten eller stimuli till något belönande eller straff. Man kan säga Amygdala krävs för att märka minnen med känslor. Andra delar är även inblandade, som ventromediala prefrontal cortex.

För att sedan glömma något som man lärt sig verkar medial prefrontal cortex vara inblandad. Utan denna får möss svårt att koppla bort känslor från något som de tidigare lärt sig, även om stimuli numera inte kan associeras till känslotillståndet. Alltså det sker en upprepad icke-känslosam stimuli som borde "skriva över" tidigare inlärning. Detta verkar också bero på aktiv inhibering av Amygdala från prefrontala cortex. 

Amygdala och ångest

GABA utsöndras vid stimulering och dämning av ångest och detta påverkar både GABAa och GABAb receptorer. Valium kan tas och det binder då in till GABA receptorer och stärker denna effekten. Detta fungerar då där finns en hög koncentration av just dessa receptorer i Amygdala och specifikt i den laterala kärnan. 

CRH (Cortocotrophin-Releasing Hormone) är en annan viktig del och verkar frisättas under stress och ångest. En förväntan av smärta kommer ge ett endokrint svar och, som namnet tyder, en frisättning av cortisol i blodet.  CRH är trolig signalsubstans vid startandet av stress. NPY (Neuropeptide Y) är sedan en annan substans av intresse som verkar reglerande så att reaktionen inte överskjuter, blir för stark.

CHR i CRF (likvor) kan ses ökad hos deprimerade och personer som begått självmord. Möss med gener som överproducerar detta beter sig deprimerade. Nivåer kan återställas med antagonister mot CHR.

Gyrus Cinguli och Autonoma funktioner

Gyrus Cinguli verkar inblandat i delar som påverkar målstyrda beteenden. Den kopplar mot Hippocampala formationen, Septal kärnan och delar av Amygdala. Alla dessa har sedan kopplingar till Hypothalamus. 

Man har sett att vid elektrisk stimulering av Gyrus Cinguli, så får man en påverkan av det autonoma (viceral) och somatiskta nervsystemet. En ökad puls och blodtryck och andning, pupilldilation osv går att mäta.

Detta går dock även att framkalla genom att stimulera andra delar av hjärnan, som prefrontala cortex och insula, alltså ett blandat beteende, emotionell och autonomt svar.

Mindre delar av Gyrus Cinguli ingår antagligen i Allocortex men den stora majoriteten är i äldre delar av Neocortex. Därför används uttryck som Limbiska och Paralimbiska Cortex för regioner som har intim koppling till Limbiska strukturer (som Amygdala och Hippocampus).

Känslor

Man har sett att skador på prefrontala cortex leder till problem att kontrollera känslor, speciellt orbitofrontala (nedre delen av frontala cortex) och ventromediala delarna och dessa delar har koppling till Amygdala. Test på apor har visat att de får problem med beslut om man t.ex. visar mat bakom en ord. De frontala delarna behövs för att tolka och avväga signalerna och dra en slutsats av hur man ska agera utifrån känslorna (rädsla och glädjen).

 

Basala förhjärnan

Består av tre delar, som blivit uppdelade baserat på kopplingar och neurotransmitorer. 

• Ventrala Striatopalladium
• Extended Amygdala
• Basal Nucleus 

Inblandat är GABA och Cholineriska neuron (Acetylkolin) och spelar roll i konceptration och inlärning. Man har tänkt att Septal kärnan, diagonalbandet på Broca och Basal Nucleus måste alla förstöras för minnesinlärning ska störas. Studier där man förstört delar har visat att diagonalbandet på Broca och Septal kärnan varit speciellt viktiga, och antagligen då de pratar med Hippocampus.

Hur känslor påverkar andra 

 

Känslor och kemi

 

Hippocampala formationen: Inlärning och minne

Man delar in detta som ett område kallat Hippocampala formationen. Detta innebär Hippocampus och de närliggande strukturerna, då delarna bredvid är nära involverande och essentiella för funktionen.

Två huvudsakliga kopplingar kan ses:

• Kortikala Assosicationsareor
• Direkta och indirekta kopplingar till Amygdala, Septal kärna och Gyrus Cinguli 

Storleken på området  verkar ha växt med evolutionen och att cortex har blivit större, vilket stärker tesen. Där är dessutom kopplande fibrer mellan hjärnhalvorna via Commisura.

Flera ställen skicka information till detta område och Thalamus, samt Amygdala är en två. Detta förklarar också känslors påverkan i inlärningen 

Informationen som dyker upp här är även behandlad. Den har gått genom olika areor och samlat all information om ljud, syn, känsel osv.  Detta medför att man tror att ord kommer som just ord, oavsett om det är ursprungligen är i form av text, ljud eller blindskrift.

Afferenter från Hippocampala formationen hjälper till att styra plasticiteten. Det utsöndras Acetylkolin till Septala kärnan och ökar då exitationen hos Pyramidcellerna. Detta leder till utsöndring av Serotinen (Raphe Nuclei) och Adrenalin (Locus Coeruleus), som har modulatoriska effekter på Hippocampala celler. Detta visas med att LTP (long term potentiation) påverkas om man genom medicinering sänker halten signalsubstans i Hippocampus.

Vid jämförelse av afferenta och efferenta signaler ser man att där är en stark koppling av information fram och tillbaka. Alltså verkar utbyte av information mellan Hippocampala formationen och cortex vara nödvändigt vid bearbetning av informationen.

Där finns 3 huvudsakliga parallella vägar från Hippocampala formationen och alla leder i slutändan till primära assoisciationareror i Temporal och Frontal loben.

• Entorhinal area till Gyrys Parahippocampalus vidare till bland annat Prefrontala Cortex
• Entorhinal area till samma areor som får indirekta kopplingar (det över).
• CA1 och Subiculum till Neocorticala areor.

 

Minnen och inlärning

Man skiljer på två typ "short-term" och "long term" -minne. Short term Plasticity och Long term Plasticity (LTP och LTD). Det korta minnet räknar man varar upp till en minut ungefär, medan det långa är längre.

Personer som fått skador på Hippocampus kan minnas gamla saker, men har problem att lagra nya minnen. Detta leder en in på antagandet att man inte behöver Hippocampus för att ta fram gamla minnen, när väl synapserna har förändrats, utan det krävs för skapandet av ändringen. Hur länge Hippocampus måste fungera för att minnet inte längre ska behöva den är oklart, men ett år nämns. Därför förlorar man minne från en viss punkt och svårt att lära sig nytt efter det. Man tänker att synapserna påverkar hjärnbarken under en tid och stärker minnena snarare än att de finns i Hippocampus och sedan vid en given tidpunkt flyttas över.

Där sker en Thetha Rythm (6-10hz) mellan hippocampus och cortex. De pratar med varandra med en given frekvens, och då främst prefrontala cortex. Speciellt aktivt vid sömn och drömmande. 

Man ser även att varje gång ett minne hämtas kan det ändras och modifieras. Detta är antagligen anledningen till att barndomsminnen ändras med tiden då de ständigt hämtas och återberätta.

 

Signalsubstanser

 

Dopamin

Utsöndras från Substantia nigra eller Ventrala Tegmentala Arean (VTA).  Dopaminuppgång påverkar Serotonin och gör att den går ner och läkemedel som påverkar dopamin påverkar oftast flera vägar. Kokain och andra droger kan stimulera detta.

Delar av hjärnan som påverkas av dopaminutsöndringen och finns några olika vägar:

• Prefrontala Cortex (Mesokortikala pathway): Hjälper fokusera på det man gör, som t.ex. äta en kaka.
• Nucleus Accumbens (Mesolimbiska pathway): Förmedlar viktig information om födointag, sexuell aktivitet och inlärning/minne av belöning.
• Nigrostriatala pathway: Motorkontroll
• Hypothalamus / Hypofysen (tuberoinfundibular pathway): Hormonnivåer i kroppen.

Styr bland annat:

• Motivation
• Njutning
• Motorfunktioner



 

Noradrenalin

Sprids brett i hjärnan, cerebellum, thalamus och ner i ryggmärgen. Detta gör att man tror att noradrenalin spelar stor roll i mycket av våra beteende, så som sexuell lust, fokus och känsloläge. Fight or Flight. Utsöndras av Hypothalamus

 

Serotonin

Finns på begränsade platser men synapser styrda av Serotonin är spridda till hela hjärnan. Verkar kopplat till reglerande av t.ex:

• Sömn
• Inlärning
• Minne
• Kroppstemperatur
• Känslor
• Aptit
• Motivation
• Igenkänning

Serotonin utsöndras i synapsklyftan och binder till receptorer hos post-synapsen. Därefter tas det upp av pre-synaps igen. SSRI medicin blockerar återupptaget och gör därför att Serotonin stannar längre i synapsklyftan och ökar sannolikhet för inbindning. 

 

Övrigt

• Neuroscience Animationer
• Khan Academy - Memory Playlist
• Psykologi - Youtube Playlist

Brodal:
LTP: kapitel 4
Inlärning: kap 31-32