Mnogo prije nego što je svijet ikad čuo za Covid-19, Kay Tye počela je tragati za odgovorom na pitanje koje je na težini dodatno dobilo u doba socijalnog distanciranja: kad se ljudi osjećaju usamljeno, žude li za socijalnim interakcijama na isti način kao što gladni žude za hranom? I može li se ta 'glad' izmjeriti u neuronskim krugovima mozga?

'Samoća je univerzalna. Kad bi pitali ljude na ulici znaju li što znači biti usamljen, vjerojatno bi svi odgovorili da znaju', objašnjava ova neuroznanstvenica s Instituta za biološke znanosti Salk. No nitko nikada nije pronašao način da to testira i lokalizira u određene stanice. I to je ono što pokušavaju učiniti Tye i njeni suradnici, piše MIT Technology Review.

Znanstvena literatura samoću povezuje s depresijom, tjeskobom, alkoholizmom i zlouporabom droga. Čini se čak da samoća potiče kronično oslobađanje hormona koji potiskuju zdravu imunološku funkciju. Biokemijske promjene zbog usamljenosti mogu ubrzati širenje raka, bolesti srca i Alzheimerovu bolest.

Uskoro ćemo utjecaje Covida-19 na mentalno zdravlje vidjeti na globalnoj razini. Psihijatri su već zabrinuti zbog porasta broja samoubojstava i predoziranja drogama izazvanih socijalnom izolacijom, anksioznošću i kroničnim stresom.

Kvantificiranje pa čak i definiranje usamljenosti težak su izazov pa mnogi neuroznanstvenici već dugo izbjegavaju tu temu.

Kako izmjeriti samoću?

Usamljenost je, kaže Tye, u osnovi subjektivna. Možete dan provesti potpuno izolirani, u tihom razmišljanju i osjećati se dobro. S druge strane, možete biti osamljeni u gomili, okruženi ljudima, u središtu grada, u društvu prijatelja i obitelji.

Iako je priroda usamljenosti tisućljećima zaokupljala neke od najvećih umova u filozofiji, književnosti i umjetnosti, neuroznanstvenici muku muče kako kvantificirati iskustvo i gdje u mozgu potražiti promjene koje je donose subjektivni osjećaji.

Tye do odgovora pokušava doći analizom i razumijevanjem načina na koji se osjetilne percepcije, prethodna iskustva, genetske predispozicije i životne situacije kombiniraju s okolišem kako bi stvorili konkretno, mjerljivo biološko stanje zvano samoća. Ona želi identificirati kako izgleda to naizgled neizrecivo iskustvo kada se aktivira u mozgu.

Uspije li u svom naumu, to bi moglo dovesti do novih alata za identificiranje i praćenje onih kojima prijeti opasnost od bolesti pogoršanih usamljenošću. Tako bi se i lakše suočili s nadolazećom krizom javnog zdravstva izazvanom pandemijom.

Potraga za neuronima usamljenosti

Tye proučava specifične neurone u mozgu glodavaca za koje se čini da su povezani s mjerljivom potrebom za socijalnom interakcijom. A time se može manipulirati izravnim stimuliranjem samih neurona.

Kako bi identificirala te neurone, Tye se oslanja na optogenetiku, tehniku u kojoj se genetski modificirani, svjetlosno osjetljivi proteini ugrađuju u moždane stanice. Istraživači mogu uključiti ili isključiti pojedine neurone jednostavnim osvjetljavanjem putem optičkih kabela. Ova je tehnika previše invazivna da bi se koristila na ljudima jer zahtijeva provlačenje optičkog kabela kroz lubanju izravno u mozak.

Tye optogenetiku koristiti kako bi ušla u trag neuronskim krugovima uključenim u emocije, motivaciju i socijalno ponašanje. Pronašla je veze iz amigdale, skupa neurona u obliku badema za koji se smatra da je sjedište straha i tjeskobe, kod glodavaca ali i ljudi. Uspjela pokazati da je mozgov 'krug straha' sposoban prožeti osjetne podražaje s puno više nijansi; da modulira i hrabrost.

Mapa kruga samoće

Prije no što je 2012. pokrenula laboratorij na MIT-ovom Institutu za učenje i pamćenje Picower, Tye je pratila neuronske veze amigdale s prefrontalnom korom i hipokampusom. Samoću je počela proučavati slučajno, proučavajući rad Gillian Matthews s Imperial Collegea u Londonu, koja je otkrila kako socijalna izolacija mijenja moždane stanice miševa.

To da se znakovi socijalne izolacije mogu pratiti na određenom dijelu mozga, Tye je otvorilo nova vrata spoznaje. Ako mogu konstruirati mapu kruga samoće, onda možda može u laboratoriju pronaći odgovore na pitanja kako i kada objektivno iskustvo postaje subjektivno?

Znanstvenici već odavno znaju da mozak sadrži biološki ekvivalent mjerača goriva u automobila - složeni homeostatski sustav koji omogućuje našoj sivoj tvari da prati stanje naših osnovnih bioloških potreba, poput onih za hranom, vodom i snom. Svrha sustava je voditi nas prema ponašanjima usmjerenim na održavanje ili obnavljanje našeg prirodnog stanja ravnoteže.

Činilo se da su Tye i Matthews pronašli ekvivalent homeostatskog regulatora za osnovne socijalne kontaktne potrebe glodavaca, no što ova otkrića znače za ljude?

Optogenetika nije za ljude

Da bi odgovorila na to pitanje, Tye surađuje s istraživačima u laboratoriju Rebecce Saxe, profesorice kognitivne neuroznanosti na MIT-u, specijalizirane za proučavanje ljudske socijalne spoznaje i osjećaja.

Ljudske je eksperimente daleko teže dizajnirati jer operacija mozga potrebna za optogenetiku ne dolazi u obzir. No, usamljene ljude može se izložiti slikama prijateljskih ljudi koji nude društvene znakove, poput osmijeha, a zatim nadzirati i bilježiti promjene u protoku krvi u različitim dijelovima mozga pomoću fMRI slike. Zahvaljujući prethodnim eksperimentima, znanstvenici imaju dobru ideju gdje će u ljudskom mozgu potražiti područje analogno onom koje su Matthews i Tye proučavali na miševima.

Razumijevanje načina na koji u mozgu nastaje glad za socijalnim kontaktom u mozgu moglo bi omogućiti dublje razumijevanje uloge koju socijalna izolacija igra kod nekih bolesti.

Utjecaj samoće na mentalno zdravlje

Objektivno mjerenje usamljenosti u mozgu moglo bi, na primjer, pojasniti veze između depresije i samoće. Što je prvo; izaziva li depresija usamljenost ili samoća izaziva depresiju? I može li socijalna intervencija, primijenjena u pravo vrijeme, pomoći u borbi protiv depresije?

Mogla bi se razjasniti i veza između usamljenosti i ovisnosti, ali i saznati koliko socijalna izolacija potaknutu pandemijom Covida-19 utječe na mentalno zdravlje. U kojem trenutku izoliranost počinje ugrožavati psihološku i fizičku dobrobit? I koje nas vrste intervencija mogu zaštititi od opasnosti?

'O tim smo konceptima već milijun puta slušali u psihologiji, a sad prvi put imamo stanice u mozgu koje možemo povezati sa sustavom', kaže Tye . 'Sada ih možemo povezati u krug i znamo odakle trebamo početi.'