Исследователи из США Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор раскрыли функции расположенных в миндалевидном теле нейронов соматостатина, SOM+-нейронов, которые запускают у мышей тревогу. Учёные обнаружили повышение активности в периферических отделах под действием пептида денорфина, после удаления ответственного за экспрессию SOM+-нейронов гена, что говорит об ингибирующей функции этих клеток. Подробности исследования опубликованы в журнале The Journal of Neuroscience.
Страх, так же, как и тревожность, может возникнуть под действием каких-либо ситуаций или действий, как естественная реакция организма на угрозу. Различие в этих состояниях заключается в длительности и эффективности: страх – часто быстрая эмоция, исчезающая при прекращении воздействия стимула, а тревожность может не иметь объективных причин, но при этом сопутствовать постоянно. Случается, что тревожность возникает из-за часто испытываемого страха, например при постоянном воздействии устрашающего стимула.
«Местом жительства» тревоги и страха в мозге является миндалевидное тело, которое расположено в височных долях мозга. Нейроны этой области полифункциональны: они отвечают, как за чувство страха и тревоги, так и за избегание отрицательных эмоций и поведение в стрессовой ситуации. Все эти нервные клетки объединены SOM+-нейронами, вырабатывающими соматостатин, гормон, который является одним из главных звеньев механизма возникновения страха и тревоги.
Авторы новой работы проверили роль этого гормона в регуляции тревожных состояний. Для этого они удалили ген Erbb4, кодирующий мембранный белок экспрессии соматотропных нейронов, и связанный также с развитием психических заболеваний, в частности шизофрении и биполярного расстройства.
Под руководством Сандры Аренс (Sandra Ahrens) исследователи провели два эксперимента на генно-модифицированных мышах. В первом, открытом поле, животных поместили на круглую площадку, поделенную на сектора. Учёные следили, как мыши исследовали местность в течение первых минут эксперимента, а затем начинали либо тревожиться – не двигаться с места или прижиматься к борту поля, либо исследовать поле, что говорило об их стрессоустойчивости. Второе испытание ученые провели с помощью приподнятого крестообразного лабиринта, в котором два рукава из четырех закрыты стенками, а сам он находится на расстоянии одного метра от пола. Животное помещали в середину лабиринта и следили за изменением его поведения. Из-за страха падения некоторые мыши предпочитали находится в закрытых рукавах, а другие бегали по лабиринту и исследовали пространство.
В результате грызуны с нокаутным геном Erbb4 показали себя более тревожными по сравнению с остальными мышами: в крестообразном лабиринте они провели в четыре раза больше времени в закрытых отсеках.
Вторая часть эксперимента заключалась во внедрении животным в область экспрессии SOM+-нейронов каналродопсина – светочувствительного рецептора, который при встраивании в мембрану клетки активирует ее под действием света определенной длины волны — 470 нм (подробнее о методе оптогенетики читайте в нашей статье). С такими мышами провели анологичные испытания, где также выявили у них повышенную тревожность.
По мнению авторов, такие результаты характеризуют функции SOM+-нейронов в средней части миндалевидного тела в здоровом мозге: их активация приводит к снижению работы прилежащих отделов посредством ГАМК-эргической системы. В случае генномодифицированных мышей и животных со встроенным каналродопсином произошло повышение синтеза денорфина – опиоидного пептида, что привело к ингибированию и повышению тревоги, считают ученые.
Текст: Екатерина Заикина
A central extended amygdala circuit that modulates anxiety
By Sandra Ahrens, Melody Wu, Alessandro Furlan, Ga-Ram Hwang, Raehum Paik, Haohong Li, Mario A. Penzo, Jessica Tollkuhn and Bo Li
DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0705-18.2018