Сильные эмоции, такие как страх и тревога, обычно сопровождаются и усиливаются телесными изменениями, которые можно измерить- повышением кровяного давления, изменением частоты сердечных сокращений и дыхания, а также расширением зрачков глаз. Эти так называемые “физиологические реакции возбуждения” часто бывают аномально высокими или низкими при психических заболеваниях- тревожных расстройствах и депрессии. В настоящее время ученые из Медицинской школы Университета здравоохранения Северной Каролины выявили популяцию клеток головного мозга, активность которых, по-видимому, приводит к таким реакциям возбуждения.
Авторы исследования, опубликованного в журнале Cell Reports, обнаружили, что искусственное усиление активности этих клеток мозга, вызывает у мышей реакцию возбуждения в виде расширения зрачков и учащенного сердцебиения, а также ухудшает тревожное поведение.
Это открытие помогает пролить свет на нейронную основу эмоций и указывает на возможность того, что недавно идентифицированная популяция нейронов, связанных с возбуждением, аналогичных тем, которые находятся в человеческом мозге, может стать целью будущих методов лечения тревожных расстройств и других заболеваний, связанных с аномальными реакциями возбуждения.
“Сфокусировав внимание на реакциях возбуждения, можно предложить новый способ лечения психических расстройств”,- говорит Хосе Родригес-Ромагера, доцент кафедры психиатрии и член Центра неврологии Университета здравоохранения Северной Каролины.
“Эта работа не только идентифицирует новую популяцию нейронов, участвующих в возбуждении и тревоге, но и открывает двери для будущих экспериментов по систематическому изучению того, как определенные на молекулярном уровне типы клеток участвуют в сложных эмоциональных и физиологических состояниях”, – говорит бывший руководитель лаборатории Гаррет Штубер. “Это будет иметь решающее значение для разработки новых методов лечения нервно-психических расстройств.”
Тревожные расстройства, депрессия и другие заболевания, которые характеризует аномально высокая или низкая реакция возбуждения, затрагивают значительную часть населения Земли, включая десятки миллионов взрослых только в Соединенных Штатах. Лечение может облегчить симптомы, но многие из лекарств имеют неблагоприятные побочные эффекты, и ключевые причины этих расстройств обычно остаются неясными.
Огромной проблемой, которую лабораторные технологии начали преодолевать только недавно, стало обнаружение этих причин в сложной структуре мозга.
Родригес-Ромагера и его коллеги исследовали область мозга в миндалевидном теле, называемую ядром ложа терминальной полоски, связь которой со страхом и тревожным поведением у мышей была обнаружена предыдущих исследованиях.
Ученые все чаще рассматривают эту область в качестве перспективной цели для будущих психиатрических препаратов. В этом случае исследователи сосредоточились на наборе нейронов ядра ложа терминальной полоски, которые экспрессируют ген нейромедиатора Pnoc, который, как известно, связан с чувствительностью к боли, и по последним данным- с мотивацией.
Команда использовала относительно новую методику, называемую двухфотонной микроскопией, для непосредственного отображения нейронов Pnoc ядра ложа терминальной полоски в мозге мышей, в то время как мышам подавались неприятные или привлекательные запахи- стимулы, которые надежно вызывают, соответственно, страх и тревогу или поведение вознаграждения, наряду с соответствующими реакциями возбуждения. Таким образом, ученые обнаружили, что активность этих нейронов, как правило, сопровождается быстрым расширением зрачков мышей, когда животным подавали любой из этих запаховых стимулов.
Затем исследователи применили другой продвинутый метод, называемый оптогенетикой- использование света для управления генетически модифицированными клетками- для искусственного управления активностью нейронов Pnoc. Они обнаружили, что стимулирование активности этих нейронов вызывает зрачковую реакцию, а также увеличение частоты сердечных сокращений. Оптогенетическое возбуждение нейронов во время прохождения мышами теста с лабиринтом, вызывающим тревогу (он традиционно используется для оценки тревожных препаратов), увеличивало признаки тревожности у животных, в то время как оптогенетическое успокоение нейронов приводило к противоположному результату.
“По существу, мы обнаружили, что активация этих нейронов Pnoc ядра ложа терминальной полоски приводит к реакциям возбуждения и ухудшает тревожные состояния”,- говорит Родригес-Ромагера.
Это открытие – в основном достижение фундаментальной нейробиологии. Но это также говорит о том, что воздействие с помощью будущих лекарств на нейроны, вызывающие возбуждение, такие как нейроны Pnoc ядра ложа терминальной полоски,- может стать хорошим способом уменьшить аномально сильные реакции на негативные стимулы при тревожных расстройствах, или повысить аномально слабые реакции на позитивные стимулы при депрессии.
В ходе исследования были обнаружены доказательства того, что нейроны Pnoc ядра ложа терминальной полоски не все одинаковы, но различаются по своим реакциям на положительные или отрицательные стимулы, и в настоящее время исследователи каталогизируют эти подгруппы нейронов Pnoc.
“Даже эта небольшая часть миндалевидного тела представляет собой сложную систему с различными типами нейронов, – говорит докторант и заместитель профессора кафедры психиатрии Рэндалл Унг. “Каталогизация поможет нам лучше понять, как работает эта система.”
Помощь психолога