Испанские нейробиологи обнаружили «выключатель» тревоги и депрессии в миндалевидном теле мозга

Прорыв в понимании аффективных расстройств

Ученые из Испании совершили значительный шаг в изучении механизмов тревожности и депрессии, локализовав в миндалевидном теле (амигдале) мозга специфическую нейронную сеть, дисфункция которой, по-видимому, запускает патологическое поведение. Исследовательская группа под руководством нейробиолога Хуана Лермы смогла продемонстрировать, что стабилизация активности этой группы нейронов практически полностью устраняет симптомы, связанные с тревогой и социальной изоляцией у лабораторных мышей. Это открытие, опубликованное в журнале iScience, открывает новые горизонты для разработки более точечных методов лечения психических расстройств.

Миндалевидное тело традиционно известно как ключевая структура, вовлеченная в формирование эмоций, особенно страха и тревоги. Однако новое исследование позволило выделить конкретную популяцию клеток, чья несбалансированная работа сама по себе достаточна для инициирования нежелательного, патологического поведения. «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», — прокомментировал Хуан Лерма.

Ген Grik4 и гиперактивность нейронов

В основе обнаруженного механизма лежит ген Grik4, который кодирует важный возбуждающий рецептор, известный как GluK4. Исследователи установили, что избыточная экспрессия этого рецептора приводит к гиперактивности мозговых клеток. У мышей с повышенной экспрессией Grik4 наблюдались выраженные признаки тревожности: нервозность, замкнутость, избегание открытых пространств и контактов с незнакомыми особями, что имитировало симптомы тревожного расстройства.

Проблема, как выяснилось, кроется в нарушении обмена сигналами между двумя взаимосвязанными областями амигдалы: базолатеральной миндалевидной структурой (БМС) и центролатеральной миндалевидной структурой (ЦЛС). БМС выступает в роли «усилителя эмоций», передавая сигналы в ЦЛС, где тормозные нейроны должны обеспечивать регуляцию стрессовых реакций. У тревожных животных этот тонкий баланс был нарушен.

Восстановление баланса как «выключатель» симптомов

Команда Лермы применила методы генетического редактирования для стабилизации уровня Grik4 непосредственно в БМС. Это вмешательство оказалось достаточным для восстановления нормального баланса в нейронной сети, что немедленно повлекло за собой нормализацию поведения подопытных мышей. Животные, которые ранее прятались в темных углах, стали активно исследовать открытую среду. В ЦЛС были определены активирующие нейроны, которые, по сути, выступают драйверами тревожного расстройства, опосредуя эмоциональные сигналы, проходящие через миндалевидное тело.

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.

Успешность методики была подтверждена также при испытаниях на полевых мышах, которые в естественных условиях демонстрируют более высокий уровень тревожности: их тревожность также удалось значительно 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», — подчеркнул Хуан Лерма.

Ограничения и перспективы для медицины

Несмотря на впечатляющие результаты, полное излечение не было достигнуто. У мышей, прошедших коррекцию, сохранялись трудности с распознаванием объектов. Это указывает на то, что нарушения памяти могут быть связаны с другими отделами мозга, например, гиппокампом, и подчеркивает тот факт, что ни одна область мозга не функционирует изолированно.

Важным контекстом является то, что нарушения в глутаматной сигнализации, регулируемой Grik4, уже ассоциируются с такими расстройствами, как аутизм, шизофрения и биполярное расстройство; в человеческих версиях этого гена обнаружены соответствующие вариации. Если будущие исследования подтвердят наличие аналогичной системы у людей, это может привести к революции в лечении аффективных расстройств. Вместо глобального воздействия на нейромедиаторы с помощью медикаментов, появится возможность целенаправленно влиять на конкретные нейронные схемы, ответственные за патологическую тревогу и депрессию.