Стимуляция отдельной мозговой цепи, которая находится в структуре мозга, обычно связанной со страхом, дает противоположный эффект: ее активность, вместо того, чтобы вызывать или усиливать тревогу, противодействует ей.
Об этом говорится в статье исследователей Медицинской школы Стэнфордского университета, которая будет опубликована 9 марта в журнале Nature. В исследовании Карл Дейссерот, доктор медицинских наук, и его коллеги использовали мышиную модель, чтобы показать, что стимуляция активности исключительно в этом контуре повышает готовность животных идти на риск, в то время как подавление его активности делает их более склонными к риску. Это открытие может привести к новым методам лечения тревожных расстройств, сказал Дейссерот, доцент кафедры биоинженерии, психиатрии и поведенческих наук.
Исследователи смогли точно определить эту конкретную схему, только работая с современной технологией под названием оптогенетика, впервые разработанной Дейссеротом из Стэнфорда, которая позволяет исследователям мозга разбирать сложные схемы, составляющие мозг, чтобы их можно было изучить. по одному.
"Беспокойство – плохо изученное, но распространенное психиатрическое заболевание," сказал Дейссерот, который также является практикующим психиатром. Более чем каждый четвертый человек в течение своей жизни испытывает приступы симптомов тревоги, достаточно продолжительные и интенсивные, чтобы их можно было классифицировать как полномасштабное психическое расстройство. Кроме того, тревога является важным фактором, способствующим развитию других серьезных психических расстройств – от депрессии до алкогольной зависимости, – сказал Дейссерот.
Большинство современных лекарств от тревожности действуют путем подавления активности в мозговых цепях, которая вызывает тревогу или увеличивает ее уровень. Многие из этих препаратов не очень эффективны, а те, у которых есть серьезные побочные эффекты, такие как привыкание или подавление дыхания, сказал Дейссерот. "Открытие новой схемы, действие которой направлено на уменьшение тревожности, а не ее усиление, могло бы указать на целую стратегию лечения тревожности," добавил он.
По иронии судьбы, успокаивающая цепь скрыта в структуре мозга, миндалевидном теле, которая, как давно известно, связана со страхом. Как правило, стимуляция нервной деятельности в миндалевидном теле, как известно, усиливает тревогу. Таким образом, анти-тревожный контур, вероятно, было бы трудно, если не невозможно, найти, если бы не оптогенетика, новая технология, в которой нервные клетки живых животных становятся светочувствительными, так что действие в этих клетках может быть включено или выключено различными способами. длины волн света. Этот метод позволяет исследователям выборочно фотосенсибилизировать определенные наборы нервных клеток. Более того, доставляя световые импульсы через оптические волокна в определенные области мозга, ученые могут воздействовать не только на определенные типы нервных клеток, но и на определенные межклеточные соединения или нервные пути, ведущие из одной области мозга в другую. Волоконно-оптическое соединение является гибким и безболезненным, поэтому можно отслеживать фактическое поведение экспериментальных животных, а также их мозговую активность.
Напротив, более старые подходы к исследованиям включают зондирование областей мозга с помощью электродов, чтобы стимулировать возбуждение нервных клеток. Но электрод стимулирует не только все нервные клетки, которые находятся поблизости, но даже волокна, которые просто проходят по пути в другое место. Таким образом, любой эффект от стимуляции недавно обнаруженного успокаивающего контура был бы заглушен усиливающим беспокойство воздействием доминирующего окружающего контура.
В декабре 2010 г. журнал Nature Methods вручил "Метод года" название по оптогенетике.
В новом исследовании Nature исследователи фотосенсибилизировали набор волокон, выходящих из клеток в одной нервной системе "коммутатор" к другому в миндалине. Тщательно расположив свою систему доставки света, они смогли выборочно нацелить эту проекцию, так что она одна активировалась, когда свет был импульсным в мозгу мышей. Это мгновенно привело к резким изменениям в поведении животных.
"Мыши внезапно стали намного комфортнее в ситуациях, которые они обычно воспринимали бы как опасные и, следовательно, были бы довольно тревожными в таких ситуациях," сказал Дейссерот. Например, грызуны обычно стараются избегать широко открытых пространств, таких как поля, потому что в таких местах они остаются уязвимыми для хищников. Но в стандартной установке, моделирующей как открытые, так и закрытые области, готовность мышей исследовать открытые области значительно возрастает, как только свет попадает в новую цепь мозга. Пульсирование той же цепи с другой подавляющей частотой света приводило к противоположному результату: мыши мгновенно становились более тревожными. "Они просто присели на корточки" в относительно уединенных местах тестового сценария, сказал Дейссерот.
Стандартные лабораторные датчики электрической активности в определенных областях миндалины мышей подтвердили, что активация новой схемы отслеживает повышенную склонность животных к риску.
Дейсерот сказал, что считает, что результаты его команды на мышах применимы и к людям. "Мы знаем, что миндалевидное тело устроено одинаково у мышей и людей," он сказал. И чуть более года назад команда Стэнфордского университета во главе с научным сотрудником Дейссерота, Амитом Эткином, доктором медицины, доктором наук, доцентом психиатрии и поведенческих наук, использовала методы функциональной визуализации, чтобы показать, что у людей, страдающих генерализованным тревожным расстройством, изменилась связь в одном и том же мозге. области в миндалевидном теле, которые группа Деиссерота оптогенетически оптогенетически установила у мышей.