Хорошо известно, что длительное воздействие стресса может стать причиной возникновения серьёзных психологических проблем. Но точные реакции, лежащие в основе стресса, до конца неизвестны. Последние достижения японских учёных в области микроскопической визуализации привели к открытию небольшой группы клеток головного мозга, контролирующих вызванные стрессом реакции.
В опубликованном в Science Advances исследовании учёные из Осакского университета (Япония) обнаружили в клауструме мышей небольшую группу клеток мозга, контролирующих ответную реакцию особи на стресс. Когда эту группу клеток активировали при помощи хемогенетических методов, мыши демонстрировали поведение, ассоциированное с тревогой, в то время как деактивация клеток делала мышей более устойчивыми к хроническому стрессу.
До недавнего времени из-за технических ограничений поиск и идентификация подобных групп клеток была сложной задачей. Но недавно разработанный метод томографии, известный как FAST (последовательная сканирующая электронная микроскопия), сделал это возможным. Метод позволяет проводить объективные количественные сравнения наборов данных изображений с субклеточным разрешением, например, между нормальным мозгом и моделью заболевания.
Хорошо известно, что обработка стресса зависит от связи между корковыми и подкорковыми областями мозга. Но точный механизм, лежащий в основе этой связи, неясен. Раскрытие этого механизма и стало целью исследования японских учёных.
Исследователи использовали хорошо зарекомендовавшие себя психологические модели (применимые к животным) ограничения свободы и социального стресса, чтобы составить карту паттернов клеточной активности у подвергшихся стрессу мышей. Благодаря FAST авторы собрали серию визуализаций мозга мышей из контрольной группы и мышей, подвергшихся стрессу.
В общей сложности было изучено 22 области мозга. Клауструм оказался ключевой областью, отличавшей напряжённый мозг от спокойного. По словам ведущих авторов исследования Ацуси Касаи и Мисаки Ниу, комбинированный подход с использованием картирования активации головного мозга и машинного обучения показал, что активация клауструма служит надёжным маркером стрессового состояния особи. Манипулируя активностью клеток в этом участке с помощью хемогенетической технологии учёные пришли к выводу, что клауструм имеет решающее значение для контроля поведения, связанного со стрессом, вызванного тревогой. При усилении активности данных клеток мыши проявляли тревожное поведение, а подавление их активности обращало эти изменения вспять.
Старший автор исследования Хитоши Хашимото отмечает, что инактивация нейронов клауструма, реагирующих на стресс, может в некотором роде применяться для лечения депрессивного поведения или повышенной восприимчивости к стрессу. Таким образом, в перспективе благодаря манипулированию клетками клауструма возможно усиливать устойчивость особи к стрессовым состояниям, лечить тревогу и изучать природу стрессовых расстройств.
