Как префронтальная кора мешает менять поведение при шизофрении

Поведенческая гибкость критически важна для повседневной жизни, но при шизофрении она часто страдает. Новое исследование раскрывает роль гипофронтальности и дизингибиции префронтальной коры в этом процессе.

Эксперимент с изменением правил 1: функциональное торможение медиальной префронтальной коры (mPFC) под действием мусцимола, но не растормаживание пикротоксином, нарушало раннее обучение изменению правил

Источник: Journal of Neuroscience

Ежедневно нам приходится менять привычные модели поведения — выбирать другой маршрут из-за перекрытия дороги, подбирать нужный ключ к нужной двери. Эта способность, называемая поведенческой гибкостью, критически важна для нормальной жизни, но при шизофрении она часто нарушается. Новое исследование, опубликованное в Journal of Neuroscience, показало, что за эти нарушения отвечают два разных типа дисфункции префронтальной коры.

Префронтальная кора — область мозга, отвечающая за внимание и когнитивный контроль. При шизофрении в ней наблюдаются два изменения: гипофронтальность, то есть недостаточная активность нейронов, и дизингибиция — ослабление тормозной системы, за которую отвечает главный тормозной нейромедиатор гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). В результате кора становится чрезмерно активной. До сих пор оставалось неясным, как эти нарушения влияют на способность менять поведение.

Сотрудники Школы психологии Университета Ноттингема совместно с исследователями из Boehringer Ingelheim Pharma GmbH в Германии провели эксперимент с крысами. Животных научили выбирать между двумя рычагами для получения пищевого вознаграждения, а затем правило меняли на противоположное. Этот процесс повторяли несколько раз, чтобы наблюдать поведение крыс как на ранних стадиях, когда они только начинали понимать, что правила могут меняться, так и позже, когда навык адаптации был освоен.

Оказалось, что снижение активности префронтальных нейронов, вызванное стимуляцией ГАМК-опосредованного торможения, ухудшает адаптацию на ранних этапах реверсивного обучения. А чрезмерная активность префронтальной коры, возникшая из-за блокирования ГАМК или снижения активности ГАМК-выделяющих нейронов, мешала крысам на более поздних этапах, когда они уже научились перестраивать реакции.

Эти результаты показывают, что различные типы префронтальной дисфункции могут приводить к разным когнитивным трудностям в зависимости от требований задачи и этапа обучения.

Ученые провели эксперимент с крысами. Животных научили выбирать между двумя рычагами для получения пищевого вознаграждения, а затем правило меняли на противоположное

Источник: Freepik

Команда адаптировала технологию хемогенетики для селективного воздействия на тормозные нейроны, выделяющие ГАМК, в определенных областях мозга крыс. Эта модель представляет мощный инструмент для изучения тормозной передачи сигналов.

Ранее Наука Mail рассказывала, что изменения в процессе сна связали с деменцией.