Hoe beschadigt stress het geheugen en veroorzaakt het angststoornissen?

Het drukke leven in de moderne maatschappij maakt dat ‘stress’ overal een populaire term is. Iedereen heeft, heeft en kan in een stressvolle toestand terechtkomen. In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, veroorzaakt stress niet alleen psychische schade, maar heeft het ook een zeer negatief effect op onze fysieke gezondheid.

Langdurige stress kan de vorming van grote bundels zenuwcellen in de hersenen bevorderen, waardoor het geheugen verstoord raakt en we bang worden voor situaties die eigenlijk onschuldig zijn. Dit zou kunnen helpen verklaren waarom mensen met ‘chronische’ stress zich vaak bedreigd voelen, zelfs in een veilige omgeving.

Onderzoekers weten al langer dat stress of trauma kunnen leiden tot een psychologische staat van angst voor onschuldige situaties. Wanneer je bijvoorbeeld je vinger verbrandt aan een hete pan, ontstaat er een stressvolle situatie waardoor je niet alleen bang bent voor de pan, maar ook het fornuis wilt vermijden of helemaal geen zin hebt om te koken. Dit type gegeneraliseerde angst komt vaak voor bij mensen met een posttraumatische stressstoornis (PTSS) en een gegeneraliseerde angststoornis.

Een nieuw onderzoek dat onlangs in het tijdschrift Cell is gepubliceerd, beschrijft hoe stress de vorming van herinneringen verstoort, en dan met name het herinneren van angstaanjagende gebeurtenissen. De resultaten kunnen van belang zijn bij de ontwikkeling van behandelingen voor mensen met PTSS en angststoornissen.

Eigenlijk zijn herinneringen verpakt in groepen neuronen, engrammen genoemd. Engrammen zijn actief wanneer herinneringen worden gevormd. Sheena Josselyn, neurowetenschapper aan het Hospital for Sick Children in Toronto, Canada, en haar collega's voerden een onderzoek uit waarin ze keken of stress de vorming van engrammen verstoort. Daarbij richtten ze zich op een hersengebied genaamd de amygdala. Dit is het hersengebied dat betrokken is bij stress en emotionele reacties.

Het onderzoek bestond uit een complex experiment in drie stappen met muizen. Eerst brachten Sheena Josselyn en collega's een aantal volwassen muizen in stress door ze te injecteren met het stresshormoon corticosteron, of door ze 30 minuten lang op te sluiten in een klein buisje, waardoor de corticosteronspiegels in hun lichaam toenamen.

Vervolgens plaatsten ze de muizen – sommige gestrest, sommige niet – in een kamer en speelden ze 30 seconden lang een geluid in de middentoon af – het neutrale evenement. Na een pauze keerden de ratten terug naar de kamer en werden ze 30 seconden lang geconfronteerd met een hoog fluitend geluid. Daarna kregen ze gedurende 2 seconden een elektrische schok in hun voet. Dit moest een angstaanjagende gebeurtenis nabootsen.

Om te testen hoe muizen herinneringen aan deze ervaringen opslaan, plaatsten de onderzoekers de muizen in een nieuwe omgeving en speelden de twee hierboven genoemde geluiden af, om zo hun reacties te observeren.

Muizen zonder stress verstijfden alleen als ze het hoge fluitsignaal hoorden, terwijl gestreste muizen juist verstijfden als ze beide geluiden hoorden. Dit suggereert dat ze geen onderscheid konden maken tussen neutrale en angstaanjagende gebeurtenissen.

Onderzoekers hebben verschillende technieken gebruikt om de neurale activiteit bij knaagdieren te modelleren. Ze ontdekten dat muizen zonder stress tijdens de geheugenvorming kleine engrammen vormden als reactie op fluittonen en elektrische schokken aan de voeten. Deze engrammen werden pas weer geactiveerd als ze werden blootgesteld aan het fluitsignaal. Gestreste muizen vormden echter grotere engrammen, die opnieuw werden geactiveerd wanneer ze aan beide geluiden werden blootgesteld.

Bij verdere experimenten werd opgemerkt dat er een reeks gebeurtenissen in de hersenen plaatsvond die leidde tot grotere engrammen bij gestreste muizen. Onder normale omstandigheden remmen specifieke zenuwcellen in de amygdala de neuronale activiteit door de afgifte van chemische boodschappers genaamd gamma-aminoboterzuur (GABA). Dit zorgt ervoor dat er een klein engram wordt gecreëerd als reactie op de negatieve herinnering. Maar wanneer ze onder stress staan, pompen exciterende neuronen neurotransmitters, endocannabinoïden genaamd, naar de hersenen. Deze binden zich aan glucocorticoïde receptoren op die remmende neuronen en voorkomen dat ze GABA vrijgeven, wat resulteert in grotere engrammen. Met andere woorden: meer neuronen zouden zich bij deze exclusieve club kunnen aansluiten, zegt Josselyn.

Het team kon de effecten van stress op de vorming van geheugen omkeren met behulp van twee medicijnen, waarvan er één is goedgekeurd voor vroegtijdige zwangerschapsafbreking: mifepriston. Deze medicijnen blokkeerden de glucocorticoïde receptoren of de productie van endocannabinoïden, en gestreste muizen konden herinneringen op dezelfde manier ophalen als niet-gestresste muizen. De onderzoekers waarschuwen er echter ook voor dat deze medicijnen bijwerkingen kunnen hebben buiten de hersenen en dat ze alleen werken als ze worden toegediend op het moment dat herinneringen worden gevormd. Het is daarom onwaarschijnlijk dat ze bij mensen worden gebruikt, althans voorlopig.

Het team probeert nu uit te vinden of engrammen kunnen worden gewijzigd nadat herinneringen zijn gevormd, of dat er andere manieren zijn om de effecten van stress op het geheugen te minimaliseren.