Нейробиологи обнаружили, как мозг двунаправленно контролирует чувствительность к угрозам, чтобы инициировать и завершить поведение побега у мышей. Эти результаты могут помочь открыть новые направления для открытия методов лечения тревожности и посттравматического стрессового расстройства (ПТСР).
Исследование, опубликованное сегодня в Current Biology, описывает, как исследователи из Sainsbury Wellcome Centre в UCL изучали область мозга, называемую околоводопроводным серым веществом (PAG), которая, как известно, гиперактивна у людей с тревогой и ПТСР. Их выводы показывают, что тормозные нейроны в PAG постоянно активизируются, что означает, что их уровень может быть повышен и понижен. Команда обнаружила, что это оказывает прямое влияние на инициацию побега у мышей, и что те же нейроны также отвечают за то, как долго длится побег.
«Поведение побега не фиксировано — оно адаптируется с опытом. Наши предыдущие исследования показали, что мыши становятся более или менее склонными к побегу в зависимости от их прошлого опыта. Поэтому мы хотели понять, как мозг регулирует чувствительность к угрозам, поскольку это может иметь последствия для людей с тревогой и ПТСР, у которых эти цепи могут быть неправильно отрегулированы», — прокомментировал профессор Тиаго Бранко, руководитель группы в SWC и автор-корреспондент статьи.
Чтобы изучить, как мозг контролирует поведение побега, команда сначала провела in vitro записи с PAG-ингибиторных нейронов (в чашке), чтобы изучить их свойства. Они обнаружили, что при отсутствии входных данных PAG-ингибиторные нейроны всегда активируются. Они подтвердили это открытие с помощью in vivo записей с использованием кальциевой визуализации и миниатюрных микроскопов, закрепленных на голове, пока мыши бегали. Команда также провела некоторые исследования связей в мозге и показала, что PAG-ингибиторные нейроны напрямую связаны с возбуждающими нейронами, которые, как известно, инициируют побег.
«Мы обнаружили, что вся сеть побега находится под прямым ингибиторным контролем. Когда мы посмотрели на то, что происходит во время побега, мы обнаружили группу клеток, активность которых снижается непосредственно перед побегом. Это означает, что торможение снимается, чтобы можно было инициировать побег. Мы также обнаружили другую группу клеток, торможение которой постепенно увеличивается по мере того, как животное убегает, и достигает пика, когда животное достигает убежища. Это говорит о том, что ингибиторные клетки не только контролируют инициацию побега, но и, по-видимому, играют важную роль в том, чтобы сообщать животному об остановке, когда оно достигает безопасности», — объяснил профессор Бранко.
Чтобы проверить это дальше, команда использовала технику, называемую оптогенетикой, чтобы напрямую манипулировать активностью нейронов, возбуждая или подавляя их. Когда они искусственно увеличивали активность PAG-ингибиторных нейронов, они обнаружили, что вероятность побега снижалась. Когда они подавляли PAG-ингибиторные нейроны, вероятность побега увеличивалась. Это подтвердило, что PAG-ингибиторные нейроны действуют как циферблат, который можно поворачивать вверх и вниз, чтобы контролировать чувствительность животного к угрозе.
«Чтобы проверить, важны ли эти нейроны также для контроля остановки побега, мы сначала активировали нейроны после того, как животные начали убегать, и обнаружили, что они останавливаются, не достигнув убежища. Затем, когда мы затормозили нейроны, мы обнаружили, что мыши пробегают мимо убежища и не прекращают побег. Это означает, что нейроны имеют доступ к информации, которую животное использует, чтобы знать, когда оно достигло безопасности», — объяснил профессор Бранко.
Следующий шаг для команды — понять, как опыт угрозы делает систему более или менее возбудимой посредством привлечения этих нейронов. «Если бы мы смогли выявить конкретный молекулярный путь, который связывает опыт с привлечением этих нейронов, то можно было бы разработать препараты, нацеленные на этот путь, чтобы можно было повышать или понижать чувствительность у людей с тревогой и ПТСР», — заключил профессор Бранко.
telegram - https://t.me/+1Kn84vBksb9lM2Iy