Ученые из испанского Института нейронаук обнаружили в мозге выключатель тревоги и депрессии.
Нейробиологи уже давно знают, что миндалевидное тело в мозге способно разжигать тревожность и провоцировать депрессию. Однако испанские исследователи под руководством нейробиолога Хуана Лермы продемонстрировали, что успокоение всего одной группы нейронов способно стабилизировать психическое состояние.
В новом исследовании ученые точно определили набор нейронов в миндалевидном теле, повышенная активность которых провоцирует тревожность, депрессию и социальную изоляцию у мышей. Однако их возвращение к нормальной работе практически полностью устраняет все нежелательные симптомы.
«Мы уже знали, что миндалевидное тело участвует в возникновении тревоги и страха, но теперь мы идентифицировали особую популяцию нейронов, несбалансированная активность которых сама по себе является достаточной для запуска патологического поведения», — отмечает Хуан Лерма.
Исследуя механизмы возникновения тревожности, ученые обратились к гену Grik4, который кодирует рецептор, возбуждающий нейроны. Избыток рецептора, известного как GluK4, провоцирует гиперактивность мозговых клеток. У мышей с повышенной экспрессией Grik4 наблюдалась нервозность, замкнутость, избегание открытого пространства и контактов с незнакомцами.
Внутри миндалевидного тела исследователи обнаружили, что проблема начинается с сети, которая соединяет две области — базолатеральную миндалевидную структуру (БМС) и центролатеральную миндалевидную структуру (ЦЛС). Первая действует как усилитель эмоций, посылая сигналы в ЦЛС, где тормозные нейроны помогают регулировать страх и стресс. У мышей с тревожностью этот механизм был нарушен.
Ученые использовали генетическое редактирование для стабилизации уровня Grik4 только в БМС и убедились, что баланс между нейронами был восстановлен, а вместе с тем и нормальное поведение. Результаты были подтверждены с помощью поведенческих тестов.
Мыши, которые до этого прятались в темных углах, начали исследовать открытое пространство. В ЦЛС исследователи обнаружили особую группу нейронов, известную как активирующие нейроны, которые выступали драйверами тревожного расстройства у мышей. Эти нейроны служат посредниками для эмоциональных сигналов, которые проходят через миндалевидное тело.
Когда нейроны БМС перегружались, активирующие нейроны становились слишком возбужденными, а соседние с ними клетки поздней активации становились неактивными. Это нарушало работу сети, приводя к тревожным и депрессивным расстройствам. Стабилизация экспрессии Grik4 восстановила нормальный обмен сигналами между двумя группами нейронов. Этого оказалось достаточно для нормализации поведения, что позволяет предположить, что активирующие нейроны имеют значительный контроль над регуляцией эмоций.
СпецпроектыЯк MAUDAU готується до Чорної п'ятниці 2025: магічна пророкуля та знижковидінняЯк правильно оцінити ефективність AI-рішень: метрики й типові помилки. Досвід Favbet Tech
Тот же подход ученые испытали на полевых мышах, которые естественно имеют более высокий уровень тревожности. Их тревожность также удалось снизить.
«Это подтверждает наши выводы и дает нам уверенность в том, что обнаруженный нами механизм не является исключительным для какой-то конкретной генетической модели, а может быть общим принципом регулирования этих эмоций в мозге», — отмечает Хуан Лерма.
Однако некоторые симптомы оставались неизменными. Мыши имели трудности с распознаванием объектов. Это указывает, что нарушения памяти могут быть связаны с другими участками мозга, например, гиппокампом. Это также свидетельствует, что ни один участок в мозге не действует изолированно.
Нарушения в глутаматной сигнализации — химическом пути, регулируемом Grik4, связаны с аутизмом, шизофренией и биполярным расстройством. В исследованиях этих заболеваний обнаружены вариации в человеческой версии этого гена. Если будущие исследования подтвердят наличие той же системы у людей, это может проложить путь к высококолокализованным методам лечения аффективных расстройств. Вместо того чтобы облучать мозг препаратами, изменяющими глобальный уровень нейромедиаторов, ученые, возможно, однажды начнут влиять на конкретные нейронные схемы, ответственные за патологическую тревогу и депрессию.
Результаты исследования опубликованы в журнале iScience
Источник: ZME Science