Kapan Stres Baik Untuk Anda?

 Oleh Bruce McEwen Profesor Neurosciences and Behavior, Universitas RockefellerBruce McEwen adalah profesor neurosciences dan perilaku Alfred E Mirsky dan kepala Harold dan Margaret Milliken Hatch Laboratory of Neuroendocrinology di Rockefeller University di New York City. Penelitiannya yang memenangkan penghargaan tentang stres dan otak telah diterbitkan dalam Proceedings to National Academy of Sciences, Journal of Neuroscience, dan Molecular Psychiatry. Dia tinggal di New York. https://aeon.co/essays/how-stress-works-in-the-human-body-to-make-or-break-us

                    Stres meliputi hidup kita. Kita menjadi cemas ketika kita mendengar kekerasan, kekacauan atau perselisihan. Dan, di dunia kita yang relatif aman, laju kehidupan dan tuntutannya sering membuat kita merasa bahwa terlalu banyak yang harus dilakukan dalam waktu yang terlalu singkat. Ini mengganggu ritme biologis alami kita dan mendorong perilaku tidak sehat, seperti makan terlalu banyak hal yang salah, mengabaikan olahraga dan melewatkan tidur.                     

Diskriminasi rasial dan etnis, bersama dengan kurangnya kesempatan pendidikan dan kemajuan ekonomi membawa korban pada sebagian besar populasi di Amerika Serikat. Penahanan adalah aturan daripada pengecualian untuk beberapa yang paling rentan. Pengalaman buruk pada masa bayi dan masa kanak-kanak, termasuk kemiskinan, meninggalkan jejak seumur hidup pada otak dan tubuh, dan merusak kesehatan jangka panjang, meningkatkan kejadian penyakit kardiovaskular, diabetes, depresi, penyalahgunaan zat, perilaku anti-sosial dan demensia. Bagaimana semua stres ini ‘berada di bawah kulit kita’? Apa yang dilakukannya pada otak dan tubuh kita? Apa boleh buat? Dan apakah stres begitu multifaset dan meresap sehingga kita bisa kesulitan mengendalikannya sama sekali?                     

Psikolog Jerome Kagan di Harvard University baru-baru ini mengeluh bahwa kata ‘stres’ telah digunakan dalam banyak cara sehingga hampir tidak berarti; dia menyarankan itu hanya diperuntukkan bagi keadaan paling ekstrem atau kejadian merusak. Tapi pengalaman saya selama puluhan tahun menunjukkan pendekatan lain. Kekuatan stres yang membahayakan untuk ‘berada di bawah kulit’ adalah fokus dari MacArthur Foundation Research Network yang saya ikuti lebih dari dua dekade lalu, menyatukan saya dengan para ilmuwan sosial, dokter dan ahli epidemiologi seputar masalah umum: bagaimana mengukur dan mengevaluasi stres dari lingkungan sosial dan fisik kita. Kolaborasi kami, terus di bawah naungan Dewan Ilmiah Nasional pada Perkembangan Anak, telah menunjukkan bahwa stres bekerja pada tubuh dan otak, sangat mempengaruhi kesehatan dan penyakit.                     Temuan kami bernuansa, dimulai dengan fakta bahwa tidak semua stres sama. ‘Stres yang baik’ melibatkan mengambil kesempatan pada sesuatu yang diinginkan seseorang, seperti wawancara untuk pekerjaan atau sekolah, atau memberikan ceramah sebelum orang asing, dan merasa dihargai ketika berhasil. ‘Toleransi yang dapat ditolerir’ berarti bahwa sesuatu yang buruk terjadi, seperti kehilangan pekerjaan atau orang yang dicintai, tetapi kami memiliki sumber daya pribadi dan sistem pendukung untuk mengatasi badai. ‘Ketegangan beracun’ adalah apa yang dimaksud Kagan - sesuatu yang sangat buruk sehingga kita tidak memiliki sumber daya pribadi atau sistem pendukung untuk menavigasinya, sesuatu yang dapat menceburkan kita ke dalam kesehatan mental atau fisik yang buruk dan melemparkan kita untuk satu putaran.                     

Sekarang mari kita menempatkan ketiga bentuk stres ini ke dalam konteks biologis dan perilaku dengan menerapkan ‘homeostasis’ - keadaan fisiologis yang dipertahankan oleh tubuh untuk membuat kita tetap hidup. Melalui homeostasis kita mempertahankan suhu tubuh dan pH (alkalinitas dan keasaman) dalam kisaran sempit, menjaga jaringan kita diserap dengan oksigen dan sel-sel kita diberi makan. Untuk mempertahankan kondisi mantap ini, tubuh kita mengeluarkan hormon seperti adrenalin. Memang, ketika kita menghadapi ancaman yang dirasakan akut - anjing besar yang mengancam, misalnya - hipotalamus, di dasar otak kita, memicu sistem alarm di tubuh kita, mengirim sinyal kimia ke kelenjar pituitari. Hipofisis, pada gilirannya, melepaskan ACTH (Adrenocorticotropic hormone) yang mengaktifkan kelenjar adrenal kita, di samping ginjal kita, untuk melepaskan adrenalin dan hormon stres utama, kortisol. Adrenalin meningkatkan denyut jantung, tekanan darah dan pasokan energi; kortisol meningkatkan glukosa dalam aliran darah dan memiliki banyak efek menguntungkan pada sistem kekebalan dan otak, di antara organ-organ lain. Dalam situasi pertarungan atau kortisol, moderasi respons sistem kekebalan tubuh, dan menekan sistem pencernaan, sistem reproduksi dan proses pertumbuhan, serta memberi sinyal pada daerah otak yang mengontrol fungsi kognitif, suasana hati, motivasi, dan rasa takut.                     

Mediator biokimia seperti kortisol dan adrenalin membantu kita beradaptasi - selama mereka dihidupkan dengan seimbang ketika kita membutuhkannya, dan kemudian dimatikan lagi ketika tantangan sudah berakhir. Ketika itu tidak terjadi, ‘hormon stres’ ini dapat menyebabkan perubahan yang tidak sehat di otak dan tubuh - misalnya, tekanan darah tinggi atau rendah, atau akumulasi lemak perut. Saat terjadi kerusakan pada tubuh akibat ketidakseimbangan dari ‘mediator’, kami menggunakan istilah ‘beban allostatik’. Saat terjadi kerusakan adalah yang terkuat, kami menyebutnya allostatic overload, dan inilah yang terjadi pada stres beracun. Contohnya adalah ketika perilaku kesehatan yang buruk seperti merokok, minum dan kesepian mengakibatkan hipertensi dan lemak perut, menyebabkan blokade arteri koroner. Singkatnya, para mediator yang membantu kita untuk beradaptasi dan mempertahankan homeostasis kita untuk bertahan hidup juga dapat berkontribusi terhadap penyakit-penyakit modern yang terkenal.                     

Kata stres sering dijelaskan sebagai ‘tanggapan fight-or-flight’. Tapi apa yang benar-benar mempengaruhi kesehatan dan kesejahteraan kita adalah pengaruh yang lebih halus, bertahap dan jangka panjang dari lingkungan sosial dan fisik kita - keluarga dan lingkungan kita, tuntutan pekerjaan, kerja shift dan jet lag, tidur nyenyak, hidup dalam jelek , lingkungan yang berisik dan tercemar, kesepian, tidak mendapatkan aktivitas fisik yang cukup, makan terlalu banyak makanan yang salah, merokok, minum terlalu banyak alkohol. Semua ini berkontribusi terhadap beban allostatik dan beban berlebih melalui mediator biologis yang sama yang membantu kita beradaptasi dan tetap hidup.                     

Meskipun sekarang kita tahu semua ini, kita sering mendengar bahwa mengukur kadar kortisol akan memberi tahu kita jika kita stres. Ini mencerminkan kesalahpahaman pada dua level. Pertama, ukuran kortisol tunggal tidak akan memberi tahu kita apa pun karena kadar kortisol naik dan turun dalam beberapa menit - dan menghentikan fluktuasi ini merusak plastisitas adaptif yang terus berlangsung di dalam otak. Selain itu, kortisol berfluktuasi sepanjang hari, naik di pagi hari untuk membangunkan kita dan kemudian menurun, kecuali kenaikan pada waktu makan siang, sampai turun ke tingkat rendah di malam hari sebelum kita pergi tidur. Meratakan ritme harian ini merupakan konsekuensi dari kurang tidur dan bentuk depresi berat tertentu; irama datar tidak hanya melemahkan respons stres kortisol yang kuat dan adaptif tetapi juga mempromosikan obesitas dan kolesterol tinggi, faktor risiko diabetes dan penyakit kardiovaskular. Ia melakukannya sebagian dengan menyebabkan hati untuk membuat bahan untuk deposit lemak tubuh.

Kortisol bukanlah ‘orang jahat’: ia memiliki peran fisiologis normal, koordinasi metabolisme dengan aktivitas dan tidur

Ada beberapa cara untuk mengukur kortisol untuk menentukan apakah irama harian yang normal telah digelincirkan. Kita bisa mengumpulkan urine semalam atau sepanjang hari. Kita dapat mengukur kortisol di rambut dari dahi, yang memberikan indeks produksi kortisol kita selama berhari-hari. Atau kita dapat mengukur kortisol dalam air liur kita di beberapa kali di siang hari, atau sebelum, selama dan setelah tantangan yang menegangkan, seperti berbicara tentang sesuatu yang pribadi di hadapan sekelompok orang asing. Tantangan yang penuh tekanan memberi kita gambaran tentang efisiensi dari allostasis kita - ditandai dengan menaikkan respon kortisol kita ketika ditantang dan diperlukan untuk adaptasi untuk mempertahankan homeostasis, dan kemudian mematikannya ketika stressor berakhir sehingga tidak menghasilkan efek buruk dari allostatic. memuat dan membebani.                     

untuk mengaktifkan kortisol saat dibutuhkan adalah buruk, membiarkan pintu terbuka untuk respons inflamasi tubuh untuk mengkompensasi dengan cara yang tidak sempurna. Terlalu banyak peradangan dapat membunuh kita seperti syok septik. Kegagalan untuk mematikan kortisol setelah stres berakhir juga menghasilkan efek negatif. Di antara konsekuensinya adalah peningkatan produksi lemak, yang menyebabkan obesitas, diabetes, depresi dan akhirnya penyakit jantung - semua kontributor untuk beban allostatic.                     

Mengingat kebutuhan kita akan respons kortisol yang kuat dalam menghadapi stres, kesalahpahaman kedua tentang kortisol adalah anggapan bahwa itu adalah ‘orang jahat’. Sebaliknya, kortisol memiliki peran fisiologis yang normal; itu membantu kita beradaptasi dengan stressor dan mengkoordinasikan metabolisme kita dengan aktivitas harian dan pola tidur. Kami tidak akan hidup lama atau baik tanpa kortisol kami! Sebagai mantan mahasiswa saya Firdaus Dhabhar, sekarang seorang ahli neuroimunologi di Universitas Miami, menemukan, kenaikan kortisol di pagi hari, bersama dengan respons stres, mengaktifkan fungsi kekebalan tubuh sehingga kita dapat melawan infeksi atau memperbaiki luka. Demikian pula, peningkatan kortisol yang ‘bangun pagi’ yang normal yang membantu membangkitkan kita dan membuat kita lapar untuk sarapan meningkatkan respons tubuh terhadap imunisasi jika diberikan di pagi hari. Respons tubuh seperti orkestra yang melibatkan banyak pemain yang bekerja secara harmonis.                     

Jika fungsi tubuh seperti orkestra, konduktornya adalah otak. Ini menyimpan kenangan dari pengalaman buruk serta baik, dan bekerja dengan tubuh untuk membuat kita tetap hidup dengan meminimalkan pengaruh-pengaruh halus dan jangka panjang yang menyebabkan beban allostatis dan beban berlebih. Apa yang kita sebut ‘kebijaksanaan tubuh’ mengacu pada allostasis, proses aktif adaptasi biologis dan perannya dalam mempertahankan homeostasis. Sesungguhnya, otak adalah organ plastik dan rentan, yang terus terpahat oleh pengalaman. Ini mengubah arsitektur dan fungsinya sebagai bagian dari allostasis. Satu penelitian terbaru menunjukkan bagaimana arsitektur otak seorang ibu terpahat selama kehamilan sebagai bagian dari pembentukan keterikatan pada anak. Penelitian lain menunjukkan bagaimana otak musisi berkembang, dengan keterampilan yang lebih besar yang mengarah ke peningkatan ukuran neuron dan meningkatkan hubungan antara daerah sensorik dan kontrol motorik dari korteks serebral.                    

Berbeda dengan keibuan dan musik, stres beracun dapat meningkatkan kecemasan dengan menyebabkan neuron di amigdala, sebuah wilayah otak yang mengendalikan kecemasan dan agresi, menjadi lebih besar. Praktik-praktik mindfulness seperti meditasi dapat membalikkan proses dan mengurangi ukuran neuron-neuron itu, bersama dengan stres. Dan aktivitas fisik yang teratur, seperti berjalan setiap hari, menyebabkan genesis neuron baru di hippocampus, wilayah otak yang penting untuk memori harian dan orientasi spasial; dan itu juga meningkatkan memori dan suasana hati.                     

Kita juga perlu mempertimbangkan di mana gen kita cocok, dan memahami bahwa mereka tidak secara kaku menentukan nasib kita, tetapi lebih memberikan landasan di mana pengalaman kita membentuk otak dan tubuh kita selama perjalanan hidup melalui mekanisme ‘epigenetik’, yang beroperasi ‘di atas. genome ‘- mengendalikan ekspresi gen tanpa mengubah kode genetik. Epigenetika mendorong integrasi pengalaman yang mulus, baik dan buruk, bekerja pada kode genetik kita selama perjalanan hidup kita. Kami sekarang mengerti bahwa epigenetik adalah cara yang digunakan oleh stress untuk bekerja pada tubuh, genom, dan otak.                    

Pekerjaan hidup saya telah membantu saya untuk menceritakan kisah stres, dimulai dengan para mentor untuk disertasi saya, selesai pada tahun 1964. Kedua ilmuwan Rockefeller University, Vincent Allfrey dan Alfred Mirsky, mengajari saya dasar-dasar epigenetika pada 1960-an, sebelum ada banyak minat di dalamnya, dan ketika epigenetik berarti sesuatu yang sangat berbeda, yaitu, munculnya karakteristik sebagai telur yang dibuahi berkembang menjadi organisme hidup. Pengembangan dari embrio ke kemerdekaan diprogramkan ke dalam setiap spesies, tetapi karakteristik individu yang muncul dipengaruhi oleh pengalaman, dan dari sinilah penggunaan modern ‘epigenetik’ berasal. Contoh dari ini adalah sepasang kembar identik dengan gen yang mempengaruhi mereka untuk skizofrenia atau penyakit bipolar. Bahkan dengan DNA yang sama, probabilitas bahwa satu kembar akan mengembangkan penyakit ketika kembaran lain mendapatkannya hanya dalam kisaran 30-60 persen, yang menyisakan banyak ruang untuk pengalaman dan faktor lingkungan lainnya untuk mencegah atau mengendapkan kekacauan.                    

Allfrey dan Mirsky mempelajari protein yang disebut histone, yang mengemas dan memesan DNA. Histones dapat dimodifikasi secara kimia untuk melepaskan helix ganda, memungkinkan gen diekspresikan. Sekitar tahun 1960, peneliti menunjukkan bahwa hormon seperti kortisol dan estradiol menggunakan mekanisme ini untuk mengaktifkan gen di rahim dan hati, dan ini menjadi fokus pekerjaan saya pada tahun 1966.

Dalam kondisi stres beracun, organ tubuh yang sama ditargetkan untuk kerusakan

Tak lama, saya mengubah fokus saya dari hati ke otak. Seperti halnya kortisol di hati, hormon adrenal dan gonad dapat mengubah ekspresi gen di otak, bekerja secara sinergis dengan mediator biokimia lainnya untuk mengubah struktur dan fungsi otak. Karena pengalaman itu sendiri memengaruhi hormon-hormon ini, pengalaman membentuk apa yang sekarang disebut ‘efek epigenetik’.                                                    

Hal ini menyebabkan temuan bahwa hormon adrenal kortisol bertindak epigenetically pada struktur otak yang disebut hippocampus, yang sekarang kita kenal menengahi memori peristiwa sehari-hari dalam ruang dan waktu dan juga mengatur suasana hati. Dengan kata lain, hippocampus adalah ‘GPS’ otak, penemuan yang pada tahun 2014 melihat Hadiah Nobel diberikan secara bersama-sama kepada ahli syaraf yang berbasis di Inggris, John O`Keefe dan ilmuwan Norwegia May-Britt Moser dan Edvard Moser.                     

Sejak itu, hippocampus menjadi gerbang untuk mempelajari bagaimana hormon seks, hormon metabolik, dan hormon stres memasuki otak, berikatan dengan reseptor dan bertindak secara epigenetis untuk secara positif mengatur struktur dan memengaruhi perilaku kita. Ini juga membantu kami mempelajari kondisi stres beracun, ketika hormon dan mediator yang sama berkontribusi terhadap kelebihan beban di seluruh tubuh; ketika itu terjadi, organ-organ tubuh, termasuk jantung dan otak, ditargetkan untuk kerusakan dalam badai beracun.                     

Selama beberapa dekade, laboratorium saya berpartisipasi dalam, dan dalam beberapa kasus dimulai, penemuan-penemuan ini dengan bantuan beberapa siswa luar biasa, rekan postdoctoral dan rekan. Di antara mereka adalah Ron de Kloet, sekarang seorang profesor di Universitas Leiden, yang mempelajari dampak glukokortikoid sintetis, yang berfungsi sebagai penghambat potensial peradangan dan fungsi kekebalan tubuh, dan stimulator metabolisme glukosa hati (maka nama ‘glukokortikoid’). Kortisol adalah glukokortikoid alami, dan de Kloet menemukan bahwa glukokortikoid sintetis seperti obat deksametason (DEX) secara aktif dikeluarkan dari otak sementara kortisol masuk. Tetapi ketika obat diberikan untuk memadamkan peradangan, itu dapat mematikan kemampuan tubuh untuk membuat kortisol. Kemudian, ketika perawatan DEX dihentikan, tubuh dan otak menjadi kekurangan kortisol, menyebabkan perubahan suasana hati yang buruk dan gangguan metabolisme dan kekebalan tubuh. Setelah itu, de Kloet melanjutkan untuk menunjukkan, di laboratoriumnya sendiri dengan muridnya Hans Reul (sekarang profesor di Universitas Bristol) bahwa kortisol di hippocampus mengikat dua jenis reseptor, yang disebut MR dan GR, untuk menghasilkan segudang yang penting. tindakan di otak. 

Kemajuan penting lainnya dibuat oleh seorang mahasiswa di laboratorium saya, Robert Sapolsky, sekarang seorang profesor di Stanford dan seorang penulis terkenal sejumlah buku, yang menemukan bahwa, selama masa hidup tikus, setara kortisol dalam tikus - kortikosteron - secara bertahap menyebabkan ‘aus dan robek’ pada hippocampus, merusak tidak hanya memori dan suasana hati tetapi juga kemampuan untuk mematikan produksi glukokortikoidnya. Efek ini lebih nyata pada hewan dan orang yang pernah mengalami stres beracun. Hipotesis ‘glukokortikoid-kaskade stres dan penuaan’, seperti yang disebut, adalah dasar untuk konsep beban allostatik dan kelebihan beban. Sapolsky juga melakukan pekerjaan seminal pada babun dominan dan bawahan di Afrika, dan meletakkan dasar untuk bagaimana pendapatan, pendidikan dan hirarki sosial manusia berdampak pada kesehatan fisik dan mental.

                    Sampai kita memahami dampak epigenetik, otak dianggap stabil secara struktural dalam kehidupan dewasa, dan fokus utama untuk memahami fungsi otak normal dan abnormal adalah neurokimia dan neurofarmakologi. Selama tahun 1980-an, praktisi sangat bergantung pada antidepresan seperti Prozac bersama dengan serangkaian obat antipsikotik untuk membantu pasien sembuh.                    

Kemudian pada tahun 1988, Elizabeth Gould, sekarang seorang neuroscientist dan profesor di Princeton, datang ke laboratorium saya sebagai rekan postdoctoral. Dia memperkenalkan kita kepada metode lama yang berasal dari akhir 1800-an dan Camillo Golgi, seorang neuroanatomist Italia yang memenangkan Hadiah Nobel untuk itu. Teknik Golgi, bila dilakukan dengan benar, memungkinkan peneliti untuk memvisualisasikan dan mengukur dendrit (seperti cabang-cabang pohon) yang muncul dari neuron, dan bahkan duri (situs sinapsis, atau koneksi, dengan neuron lain) pada dendrit tersebut. Dengan menggunakan teknik Golgi, Gould bersama dengan psikiater biologis Jepang Yoshifumi Watanabe menunjukkan bahwa dendrit menyusut dan sinapsis tulang belakang hilang pada neuron hippocampus setelah stres kronis yang berlangsung beberapa minggu. Efeknya disebabkan, sebagian, pada tindakan glukokortikoid seperti kortisol. Sebaliknya, Catherine Woolley (sekarang profesor di Northwestern University) menunjukkan bahwa sinaps tulang belakang datang dan pergi selama siklus siklus tikus (sebanding dengan siklus menstruasi manusia) karena fluktuasi hormon ovarium estradiol dan progesteron.

                    Hebatnya, dalam kedua kasus, hormon tidak bekerja sendiri dan diperlukan, di antara mediator lain, neurotransmitter utama di otak, glutamat. Dengan demikian, hormon yang bersirkulasi tidak hanya masuk ke otak dan berikatan dengan reseptor tetapi juga berpartisipasi dengan neurotransmiter otak sendiri dalam apa yang sekarang kita sebut ‘plastisitas adaptif’ - perubahan struktural di otak untuk meningkatkan kesuksesan dan kelangsungan hidup kita. Plastisitas adaptif mendasari adaptasi perilaku dan neurologis ke dunia. Misalnya, penyusutan dendrit di hippocampus melindungi neuron-neuron tersebut dari kerusakan akibat stimulasi berlebihan selama stres beracun. Fluktuasi siklik sinapsis tulang belakang selama siklus menstruasi (dan menstruasi manusia) mendasari perbedaan dalam perilaku, termasuk perubahan suasana hati. Tindakan estradiol pada fungsi kognitif dan ketidakhadiran mereka setelah menopause telah menjadi fokus terapi hormon untuk memperlambat penuaan kognitif dan mencegah penyakit Alzheimer, dan pekerjaan pada topik ini oleh rekan saya John Morrison, sekarang direktur Pusat Penelitian Primata di Universitas California, Davis (beberapa bekerja sama dengan kami) sangat berpengaruh. Demikian juga, kontribusi oleh mantan rekan postdoctoral kami Roberta Brinton, sekarang profesor di University of Arizona, telah membuka jalan baru untuk penggunaan hormon progesteron sebagai agen pelindung untuk otak yang menua dan rusak.                    

Gould dan murid-muridnya Woolley dan Heather Cameron (sekarang peneliti utama di Institut Kesehatan Mental Nasional AS) juga menetapkan bahwa neuron dari dentate gyrus, bagian dari hippocampus, mati dan digantikan melalui proses neurogenesis, yang berlanjut ke seluruh perjalanan hidup. Mereka menemukan bahwa tekanan beracun menekan neurogenesis itu, dan menyusutkan hippocampus, sementara laboratorium lain melanjutkan untuk menunjukkan bahwa aktivitas fisik meningkatkan neurogenesis tidak hanya pada anak muda tetapi juga pada hewan yang lebih tua.

Aktivitas fisik secara teratur adalah perilaku paling penting yang dapat dilakukan seseorang untuk menjaga kesehatan otak dan tubuh

Pengungkapan tentang neurogenesis otak dewasa ini memiliki implikasi besar bukan hanya karena pengenalan bahwa stem, atau progenitor, sel mungkin digunakan untuk mengobati kerusakan otak, tetapi juga karena makna mereka untuk gaya hidup. Aktivitas fisik yang teratur meningkatkan neurogenesis ini pada orang tua maupun muda, dan meningkatkan memori dan suasana hati dan bahkan memperbesar hippocampus, yang cenderung menyusut dalam depresi dan diabetes di antara kondisi lain. Dalam waktu enam bulan hingga setahun, aktivitas aerobik teratur seperti berjalan satu jam sehari lima dari tujuh hari seminggu tidak hanya membuat hippocampus lebih besar dan meningkatkan memori tetapi juga meningkatkan pengambilan keputusan dengan meningkatkan aliran darah dan fungsi metabolisme di korteks prefrontal. , sebuah wilayah otak penting untuk pengaturan diri emosi dan impuls serta memori kerja. Memang, aktivitas fisik secara teratur adalah perilaku paling penting yang dapat dilakukan seseorang untuk menjaga kesehatan otak dan tubuh. Dan, sebagai ilustrasi lebih lanjut dari komunikasi otak-tubuh, kemampuan latihan untuk merangsang neurogenesis mengharuskan setidaknya dua hormon diambil dari tubuh ke otak. Salah satunya, IGF-1, berasal dari hati, dan yang lainnya, cathepsin B, berasal dari otot.                     

Plastisitas otak meluas ke siklus diurnal saat bangun tidur, dan mencapai di luar hippocampus ke daerah otak lainnya. Seorang mantan siswa, Conor Liston, sekarang asisten profesor psikiatri di Weill Cornell Medical School, menemukan bahwa beberapa, tetapi tidak semua, sinapsis di banyak bagian korteks serebral berubah selama siklus siang-malam karena fluktuasi kortisol. Mengganggu siklus itu pada waktu yang salah dalam sehari mengganggu pembelajaran motorik, misalnya belajar bermain golf. Mempertimbangkan berapa banyak cara kita manusia modern mengganggu ritme siang-malam alami kita - misalnya, menyalakan lampu di tengah malam - ini adalah pelajaran bagi kita semua untuk memberikan ‘kebijaksanaan tubuh’ yang lebih baik kesempatan untuk membantu kami.                     

Cara lain bahwa kita mengganggu siklus alam adalah melalui kerja shift dan jet lag. Mantan rekan post-doktoral kami Ilia Karatsoreos, sekarang seorang profesor di Washington State University, menemukan bahwa menciptakan model hewan kerja shift menyebabkan dendrit di korteks prefrontal (wilayah otak yang mengatur kemampuan kita untuk mengatur emosi dan impuls, serta memori kerja) untuk menyusut dan hewan menjadi kaku secara kognitif ketika ditantang dengan tugas memori yang diperlukan untuk mengubah aturan. Selain itu, hewan yang bekerja di tempat kerja menjadi lebih gemuk dan resisten terhadap insulin, tanda-tanda perilaku pra-diabetes dan depresif. Pergeseran bekerja di spesies kita sendiri dikaitkan dengan obesitas yang lebih besar, diabetes, penyakit kardiovaskular dan masalah kesehatan mental Korteks prefrontal juga merespons apa yang bisa kita sebut ‘stres yang dapat ditoleransi’. Selama penelitian tesis MD-PhD, Liston menilai sekelompok mahasiswa kedokteran untuk merasakan stres (berapa banyak atau sedikit yang mereka rasakan mengendalikan hidup mereka). Dia menemukan bahwa mereka dengan stres yang dirasakan paling tinggi lebih lambat dalam melakukan tes kognitif-fleksibilitas, dan juga memiliki konektivitas fungsional yang lebih lambat dalam sirkuit otak yang melibatkan korteks prefrontal ketika diuji dalam mesin fMRI. Alasan kita dapat menyebutnya ‘stres yang dapat ditolerir’ adalah bahwa, setelah liburan, gangguan-gangguan ini lenyap, menunjukkan ketahanan otak orang dewasa muda. Studi paralel tentang tekanan yang dirasakan pada model hewan memungkinkan Liston untuk melihat penyusutan dendrit neuronal dan pengurangan sinapsis di korteks prefrontal yang menjelaskan defisit dalam fleksibilitas kognitif.                    

Untuk melengkapi kisah plastisitas otak kita perlu menggambarkan bagaimana stres yang sama menyebabkan dendrit menyusut dan sinapsis hilang di korteks prefrontal dan hippocampus. Jawabannya berasal dari Sumantra Chattarji, seorang profesor di Pusat Nasional Ilmu Biologi India di Bangalore, dan timnya: dendrit di amigdala basolateral, tempat ketakutan dan kecemasan dan emosi yang kuat, tumbuh dan menjadi lebih bercabang, meningkatkan sensasi kecemasan .                     

Liston menemukan bahwa dendrit di bagian orbitofrontal dari korteks prefrontal juga membesar, meningkatkan kewaspadaan. Dalam jangka pendek, perubahan ini mungkin adaptif, karena kecemasan dan kewaspadaan dapat membantu kita selama masa-masa berbahaya atau tidak pasti. Tetapi jika ancaman berlalu dan keadaan perilaku ‘macet’ dan berlanjut seiring dengan perubahan dalam sirkuit saraf, maladaptasi seperti itu membutuhkan intervensi untuk membuka ‘jendela kelenturan’ dengan kombinasi terapi farmakologis dan perilaku.                    

Sekali lagi, aktivitas fisik teratur dapat memperkuat baik korteks prefrontal dan kontrol hippocampus dari amigdala. Ini berarti bahwa kita lebih mampu mengendalikan suasana hati dan emosi serta dorongan, dan lebih efisien dalam mengambil keputusan. Pendekatan lain untuk kecemasan kronis adalah pengurangan stres berdasarkan mindfulness (MBSR), yang telah terbukti mengurangi amigdala di beberapa. Baik MBSR dan meditasi mulai populer sebagai cara mengurangi kecemasan dan mengurangi stres yang dirasakan.                    

Beberapa penelitian ini juga memiliki implikasi untuk gangguan stres pasca-trauma (PTSD). Chattarji telah menemukan bahwa stresor tunggal yang traumatis dapat mengarah pada pembentukan sinaps baru di amigdala basolateral setelah satu atau dua minggu. Munculnya sinapsis baru ini disertai dengan peningkatan kecemasan secara bertahap. Penundaan jenis ini adalah fitur PTSD. Apa yang telah kami tunjukkan dengan Chattarji adalah bahwa peningkatan kadar kortisol pada, atau tak lama setelah itu, stresor traumatis sebenarnya mencegah peningkatan tertunda dalam sinapsis amigdala. Sekarang ada bukti bahwa kortisol rendah pada saat trauma - selama operasi jantung terbuka atau setelah kecelakaan lalu lintas - adalah faktor risiko, dan peningkatan kortisol selama atau setelah trauma dapat mengurangi gejala PTSD nantinya.                    

Selain itu, penelitian kami (dan lainnya) menunjukkan bahwa dampak stres beracun bervariasi di seluruh jenis kelamin. Wanita lebih rentan terhadap depresi setelah stres beracun, sementara pria lebih cenderung merespons dengan perilaku dan tindakan antisosial. Kami dan orang lain menemukan bahwa ada reseptor baik untuk estrogen, androgen dan progestin di otak pria dan wanita yang mengatur memori, nyeri, gerakan terkoordinasi dan fungsi penting lainnya. Namun berkat perbedaan gen yang diprogram secara genetis di otak kita, pria dan wanita merespons stres secara berbeda. Perbedaan jenis kelamin ini terjadi di seluruh otak dan tidak hanya di daerah seperti hipotalamus yang terlibat dalam reproduksi. Bahkan, penelitian baru menunjukkan bahwa, pada tingkat molekuler dan genetik, respons laki-laki dan perempuan terhadap stres di hippocampus dapat sangat berbeda. Tentu, penelitian tentang aktivitas otak pria dan wanita menunjukkan bahwa kedua jenis kelamin melakukan banyak hal yang sama dengan baik, tetapi menggunakan sirkuit otak yang agak berbeda untuk melakukannya - meminjamkan kepercayaan kepada ‘pria berasal dari Mars, wanita berasal dari hipotesis Venus!                    

Stres menyerang kita secara berbeda tergantung pada pengalaman kita di awal kehidupan. Mantan rekan postdoctoral kami Michael Meaney, sekarang profesor di McGill University, telah memimpin dalam menunjukkan peran penting perawatan ibu postnatal dalam perkembangan emosi dan kognitif. Tikus-tikus bayi yang dibesarkan dengan ibu yang mengasuhnya mengembangkan lebih sedikit emosi dan kemampuan yang lebih besar untuk menjelajahi tempat-tempat dan hal-hal baru. Pups dibesarkan dengan ibu yang cemas yang memberikan perawatan tidak konsisten menunjukkan hasil sebaliknya.                     Epigenetik juga berperan. Hal ini jelas dari penelitian yang mengamati persilangan bayi antara ibu yang baik dan yang buruk. Pergantian ibu dan anak anjing mengubah hasilnya, menunjuk pada apa yang sekarang disebut sebagai transmisi perilaku epigenetik.                     

Melengkapi ini, kita sekarang tahu bahwa, bahkan sebelum konsepsi dan selama hidup di dalam rahim, kegemukan ayah dan ibu dapat mempengaruhi anak. Ini mungkin melibatkan perubahan „epigenetik of dari DNA sperma dan telur yang tidak mengubah kode genetiknya sendiri, tetapi, lebih tepatnya, bagaimana ia dibaca; obesitas orang tua meningkatkan risiko bahwa anak juga akan menjadi gemuk. Wanita yang menurunkan berat badan melalui operasi bypass lambung sebelum konsepsi tidak mengirimkan obesitas kepada anak-anak, sementara mereka yang tetap mengalami obesitas melalui kehamilan menempatkan anak-anak pada risiko yang lebih tinggi.

Kita tidak pernah dapat membalikkan efek dari pengalaman, positif atau negatif, tetapi kita dapat melanjutkan ke pemulihan dan pengalihan

Pengalaman hidup awal yang merugikan yang melibatkan kemiskinan, pelecehan dan penelantaran mempengaruhi bagaimana gen diekspresikan, dan menentukan seberapa baik daerah otak seperti hippocampus, amygdala dan korteks prafrontal berkembang dan berfungsi selama masa kanak-kanak hingga dewasa muda. Memang, otak terus berubah dengan pengalaman, yang menciptakan kenangan dan mengubah arsitektur otak melalui mekanisme yang difasilitasi sebagian oleh seks yang beredar, stres dan hormon metabolik dan bahan kimia yang diproduksi oleh sistem kekebalan tubuh. Wawasan ini telah menyebabkan pandangan baru perubahan epigenetik selama perjalanan hidup. Perubahan epigenetik menentukan lintasan kesehatan dan penyakit dan plastisitas otak. Tetapi mereka juga menawarkan kesempatan untuk mengubah lintasan seiring berlalunya kehidupan. Kita tidak pernah dapat memutar kembali jam dan membalikkan efek dari pengalaman, positif atau negatif, atau perubahan epigenetik yang mereka hasilkan. Tetapi kita dapat bergerak melalui pengalaman-pengalaman itu untuk pemulihan dan pengalihan; juga, kita dapat mengembangkan ketahanan melalui perubahan epigenetik. Lintasan baru dapat menimbulkan perubahan kompensasi di otak dan tubuh selama perjalanan hidup.                                                                    Perspektif ini telah mengarah ke bidang studi baru, yang disebut ‘pengembangan kesehatan kursus kehidupan’ (LCHD), dipelopori oleh Neal Halfon, seorang peneliti dan dokter anak di University of California, Los Angeles. LCHD menekankan pentingnya peristiwa sebelum konsepsi dan dalam rahim karena kemampuan mereka untuk menghasilkan perubahan epigenetik; untuk alasan yang sama, LCHD melihat pengaruh pendapatan, pendidikan, dan pelecehan.                     

Sejalan dengan hal ini, pengetahuan kami yang meningkat tentang plastisitas otak meningkatkan terapi berdasarkan pengaturan diri. Teknik-teknik kognitif ini, menekan kesadaran, bernapas dan banyak lagi, dapat mengurangi stres beracun hingga setidaknya stres yang lebih dapat ditolerir. Kesehatan metabolis dan kardiovaskular, belum lagi memori dan suasana hati, semuanya dapat ditingkatkan dengan pola makan yang sehat, interaksi sosial yang positif, tidur yang cukup, dan aktivitas fisik yang teratur. Kebijakan pemerintah dan budaya bisnis yang mempromosikan nilai-nilai ini adalah kunci - apakah berurusan dengan perumahan, transportasi, perawatan kesehatan, pendidikan, jam kerja yang fleksibel atau liburan, keputusan di atas dapat secara dramatis berdampak pada kesehatan penduduk sepanjang hidup. Perilaku sehat dan kebijakan humanistik dapat ‘membuka jendela’ plastisitas dan memungkinkan kebijaksanaan tubuh untuk mengerahkan dirinya. Dengan jendela terbuka, intervensi perilaku yang ditargetkan - misalnya, terapi fisik intensif untuk stroke - dapat membentuk sirkuit otak ke arah yang lebih positif. Bahkan jika seseorang telah memulai awal yang buruk dalam hidupnya, lintasan tersebut dapat diubah dengan memahami cara menurunkan beban allostatis dan membuang stres beracun.