Из миллиардов нейронов головного мозга менее 500 отвечают за подавление чрезмерного употребления алкоголя, выяснило новое исследование, результаты которого напечатаны в журнале Nature Neuroscience.
«Трудно поверить, что всего несколько нейронов могут оказывать такое глубокое влияние. Это очень важно, потому что мы начинаем понимать, как небольшие группы клеток участвуют в столь специфических формах поведения. По сути, это исследование — как поиск иголки в стоге сена», — сказал нейробиолог Жиль Мартен из Медицинской школы Чана Университета Массачусетса в Вустере.
Алкогольная зависимость и чрезмерное употребление спиртного представляют собой серьезную проблему для здоровья, вызывая миллионы смертей как напрямую, так и косвенно — посредством более 200 связанных с алкоголем заболеваний и травм, возникающих в результате краткосрочного и долгосрочного злоупотребления. Хотя предыдущие исследования указывали на участие определенных областей мозга, таких как префронтальная кора, в подавлении чрезмерного влечения к алкоголю, в них не хватало точности, чтобы определить конкретные нейронные цепи, ответственные за этот процесс.
Применив комбинацию передовых технологий — усовершенствованную волоконную фотометрию, оптогенетику, электрофизиологию и транскриптомику отдельных клеток с применением вирусных векторов, Мартен и его коллеги смогли сузить область мозга, ответственную за подавление пьянства, до конкретного нейронного ансамбля.
«Золотой век нейронауки, начавшийся десять лет назад, теперь набирает обороты, — объяснил нейробиолог. — Благодаря доступным инструментам можно делать то, что еще 10 или даже 5 лет назад казалось невозможным. В мозге миллиарды нейронов. Без этих технологий мы бы не смогли обнаружить активность среди такого количества клеток — она осталась бы незамеченной, потому что активируется слишком мало нейронов».
Нейронные ансамбли — дискретные группы совместно активируемых нейронов — представляют собой базовые единицы нейронного кода. Эти небольшие группы функционируют в согласованных и повторяющихся схемах, активируясь вместе в ответ на определенные стимулы.
На специально выведенных мышах с возможностью визуализации нейронной активности и управления ею Мартен и его коллеги смогли идентифицировать небольшую группу нервных клеток, реагирующих на чрезмерное употребление алкоголя.
Когда нейроны активируются у подопытных животных, вырабатывается флуоресцентный белок, который можно увидеть с помощью волоконной фотометрии. Поскольку это происходит в реальном времени, ученые могут точно определить, какие нейроны активируются при воздействии стимула. Затем, используя оптогенетику (метод безопасной активации клеток светом у живых организмов), эти нейроны можно включать и выключать, словно тумблер. Это позволяет наблюдать изменения в поведении и связывать их с конкретными нейронами.
«Мы знаем, что в некоторых случаях пьянство может привести к алкогольной зависимости. Эта область мозга, по-видимому, непосредственно участвует в подавлении такого поведения. Возможно, сбой в ее работе связан с развитием зависимости, и ее реактивация может стать мишенью для терапии», — заключил Мартен.
По его мнению, по мере развития технологий и появления возможности наблюдать даже за небольшими кластерами нейронов группу, подавляющую пагубное пристрастие, можно будет сузить до двух-трех десятков — и это может стать решающим шагом к разработке целевых методов лечения.
Ученые нашли связь между генами и тягой к алкоголю
8 порций алкоголя в неделю ведет к повреждению мозга: выяснили неврологи
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram