Рига: -7.9°С
Революционное открытие испанских нейробиологов
Ученые из Института нейронаук Испании совершили прорыв в понимании механизмов развития тревожных и депрессивных расстройств. Исследовательская группа под руководством нейробиолога Хуана Лермы смогла точно локализовать и стабилизировать группу нейронов в миндалевидном теле, что привело к практически полному устранению патологического поведения у лабораторных мышей.
Миндалевидное тело (амигдала) давно известно как ключевой центр мозга, ответственный за обработку эмоций, в частности, страха и тревоги. Однако новое исследование, результаты которого опубликованы в журнале iScience, сместило акцент с общей функции на специфическую популяцию клеток. «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», — комментирует Хуан Лерма.
Ген Grik4 и гиперактивность нейронов
Центральным элементом в механизме, выявленном учеными, стал ген Grik4. Этот ген кодирует рецептор GluK4, который возбуждает нейроны. Избыточное количество данного рецептора, известное как повышенная экспрессия Grik4, вызывает гиперактивность мозговых клеток, что, в свою очередь, инициирует нежелательные поведенческие симптомы.
У мышей, у которых наблюдалась повышенная экспрессия Grik4, исследователи зафиксировали признаки, схожие с человеческими аффективными расстройствами: нервозность, замкнутость, социальную изоляцию и избегание открытого пространства.
Нарушение сети: БМС и ЦЛС
Детальное изучение нейронной сети внутри миндалевидного тела показало, что проблема кроется в нарушении обмена сигналами между двумя ключевыми структурами: базолатеральной миндалевидной структурой (БМС) и центролатеральной миндалевидной структурой (ЦЛС).
Базолатеральная миндалевидная структура действует как своего рода усилитель эмоциональных сигналов, передавая их в ЦЛС. В норме тормозные нейроны в ЦЛС помогают регулировать уровень стресса и страха. У тревожных мышей этот баланс был нарушен.
Ученые обнаружили, что перегрузка нейронов в БМС, вызванная избытком GluK4, приводила к чрезмерному возбуждению так называемых «активирующих нейронов» в ЦЛС. Одновременно с этим соседние клетки поздней активации становились неактивными. Этот дисбаланс полностью нарушал нормальный обмен сигналами, что и проявлялось в тревожном и депрессивном поведении.
Стабилизация как «выключатель»
Ключевым моментом исследования стало использование методов генетического редактирования. Ученые целенаправленно стабилизировали уровень Grik4 исключительно в нейронах БМС. Этот точечный подход позволил восстановить нормальный баланс между активирующими и тормозными нейронами в сети БМС-ЦЛС.
Результаты поведенческих тестов оказались впечатляющими: мыши, которые ранее постоянно прятались в темных углах, начали активно исследовать открытые участки вольера, демонстрируя нормальное социальное поведение.
Более того, исследователи применили этот же подход к полевым мышам, которые генетически предрасположены к более высокому уровню тревожности. И здесь эффект был подтвержден — уровень их беспокойства 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», — подчеркнул профессор Лерма.
Перспективы для лечения и ограничения
Открытие механизмов, связанных с глутаматной сигнализацией (регулируемой Grik4), имеет огромное значение, поскольку нарушения в этом химическом пути связывают и с другими серьезными психическими расстройствами, такими как аутизм, шизофрения и биполярное расстройство, где в генах человека также обнаруживались вариации Grik4.
Если аналогичная система будет подтверждена у людей, это открывает путь к созданию высокоточных, локализованных методов лечения аффективных расстройств. Вместо медикаментов, которые глобально изменяют уровень нейромедиаторов во всем мозге, в будущем появится возможность воздействовать точечно на конкретные нейронные схемы, ответственные за патологическую тревогу или депрессию.
Тем не менее, исследование выявило и ограничения. Хотя симптомы тревоги и депрессии у мышей были устранены, животные продолжали испытывать трудности с распознаванием объектов. Этот факт, по мнению ученых, указывает на то, что нарушения памяти, вероятно, связаны с другими отделами мозга, например, с гиппокампом, и подчеркивает сложность и взаимосвязанность всех структур центральной нервной системы.
Следите за новостями на других платформах: