Источник:
Sainsbury Wellcome Centre
Сводка:
Исследователи раскрыли точные мозговые механизмы, которые позволяют животным преодолевать инстинктивный страх. Исследование на мышах может иметь значение для разработки терапий для страхованных состояний, таких как фобии, тревога и посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР).
Подробности исследования:
Исследователи из Sainsbury Wellcome Centre (SWC) при Университете Лондона раскрыли точные мозговые механизмы, которые позволяют животным преодолевать инстинктивный страх. Опубликованный сегодня в журнале Science, этот эксперимент на мышах может иметь значение для разработки терапий для страхованных состояний, таких как фобии, тревога и посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР).
Команда исследователей под руководством д-ра Сары Медерос и профессора Соны Хофер изучила, как мозг учится сдерживать ответы на воспринимаемые угрозы, которые оказываются безвредными со временем.
“Люди рождаются с инстинктивными страхами, такими как реакции на громкие звуки или быстро приближающиеся объекты”, — объясняет д-р Медерос, научный сотрудник Лаборатории Хофер в SWC. “Однако мы можем преодолеть эти инстинктивные ответы благодаря опыту – например, дети учатся наслаждаться фейерверками вместо того, чтобы бояться их громких взрывов. Мы хотели понять мозговые механизмы, которые лежат в основе такого обучения.”
Используя инновационный экспериментальный подход, команда изучала мышей, подвергающихся воздействию вертикально расширяющейся тени над головой. Вначале мыши искали убежище при встрече с этой визуальной угрозой. Однако после повторного воздействия без реальной опасности они учились оставаться спокойными вместо того, чтобы бежать, что позволило исследователям моделировать процесс подавления страховых реакций.
На основе предыдущих работ в лаборатории Хофер команда знала, что область мозга, называемая вентролатеральным геникулярным ядром (vLGN), может подавлять страхи при активности и может хранить информацию о предыдущем опыте угрозы. vLGN также получает сильное воздействие от визуальных областей коры головного мозга, поэтому исследователи изучили, играет ли этот нейронный путь роль в обучении не бояться визуальной угрозы.
Основные результаты:
Исследование выявило два ключевых компонента этого процесса обучения: (1) определенные области корковой визуальной системы оказались необходимыми для обучения, и (2) мозговая структура под названием vLGN хранит эти обучение-индуктные памяти.
“Мы обнаружили, что животные не учатся сдерживать свои страховые реакции, когда определенные корковые визуальные области деактивированы. Однако после того как животные уже научились останавливать бегство, корковая область больше не была необходимой”, — объясняет д-р Медерос.
“Наши результаты вызывают вызов традиционным представлениям об обучении и памяти,” — отмечает профессор Хофер, главный автор исследования. “Хотя корковая область долгое время считалась главным центром мозга для обучения, памяти и поведенческой гибкости, мы обнаружили, что подкорковая vLGN, а не визуальная кора, на самом деле хранит эти критически важные воспоминания. Этот нейронный путь может обеспечить связь между когнитивными процессами неокортекса и “закрепленными” поведенческими реакциями стволового мозга, что позволяет животным адаптировать инстинктивное поведение.”
Молекулярные механизмы:
Исследователи также раскрыли клеточные и молекулярные механизмы этого процесса. Обучение происходит через усиление нейронной активности в определенных нейронах vLGN, вызванное высвобождением эндоканнабиноидов — мозговых внутренних мессенджеров, известных своим регулирующим воздействием на настроение и память. Это высвобождение снижает ингибирующее воздействие на нейроны vLGN, что приводит к увеличению активности в этой области мозга при встрече с визуальной угрозой, подавляя страховые реакции.
Импликации:
Импликации этого открытия выходят за пределы лаборатории. “Наши результаты также могут помочь продвинуть наше понимание того, что происходит неправильно в мозге при нарушении регуляции страховых реакций в условиях таких состояний как фобии, тревога и ПТСР,” — объясняет профессор Хофер. “Хотя инстинктивные страхи от хищников могут быть менее актуальны для современных людей, нейронный путь, который мы обнаружили, существует и в людях. Это может открыть новые пути для лечения страховых расстройств путем целенаправленного воздействия на циркуиты vLGN или местные системы эндоканнабиноидов.”
Дальнейшие исследования:
Команде исследователей предстоит сотрудничать с клиническими специалистами для изучения этих мозговых циркуитов у людей, с надеждой на то, что в будущем они смогут разработать новые, целенаправленные терапии для непригодных страховых реакций и расстройств тревоги.
Это исследование было поддержано грантом от Sainsbury Wellcome Centre, Гатсби Фондации (090843/F/09/Z) и Велкома (219561/Z/19/Z); Инвестиционным фондом Велкома; стипендией EMBO для постдокторантов и ранними карьерными грантами от Велкома.