Нейроны миндалевидного тела, которые запускают страх, откликаются на сигнал угрозы всего за несколько миллисекунд. При этом организм остается настороже еще десятки секунд. Но до сих пор оставалось неясным, что именно удерживает его в таком состоянии.
Ученые Института биологических исследований Салка выяснили: за это отвечает амигдалостриатальная переходная зона, или ASt. Она представляет собой небольшое скопление клеток между миндалевидным телом и стриатумом — участком мозга, отвечающим за контроль движений. ASt обладает уникальным набором генов и, как показали эксперименты, напрямую влияет на реакцию при опасности. Работа опубликована в журнале Neuron.
Особая зона мозга
Исследователи изучили генетический материал 97 434 клеточных ядра мозга мышей, включая клетки ASt. Оказалось, что эта зона заметно отличается от соседних. У нее необычно высока концентрация Drd2-позитивных нейронов, чувствительных к дофамину. Около 71% клеток ASt относятся к этому типу, в то время как Drd1a-нейронов среди них всего 26%.
Непрерывный сигнал тревоги
Затем команда измерила электрическую активность нейронов ASt у 15 мышей. Животным включали два звука: один предсказывал удар током, другой — сладкое вознаграждение. Клетки ASt заметно реагировали на опасность и оставались активными 20 секунд, а нейроны миндалевидного тела отвечали лишь коротким импульсом. А когда грызуны замирали, активность ASt превышала обычную более чем втрое.
Чтобы проверить, действительно ли ASt управляет поведением, ученые использовали оптогенетику — метод, позволяющий включать и выключать нейроны светом. Синим лазером они активировали ASt у 18 мышей. При непрерывном воздействии животные мгновенно цепенели, а при точечном — избегали стороны, где срабатывал лазер. Активация только Drd2-нейронов давала тот же эффект, тогда как Drd1a-клетки на поведение не влияли. Тест на вращающемся стержне для проверки координации подтвердил: замирание было реакцией на угрозу, а не потерей подвижности. А подавление работы Drd2-клеток снизило реакцию при опасности почти на 50%. На реакции на вознаграждение и двигательной активности это не сказалось.
От мышей к человеку
Ученые отмечают, что их работа имеет ограничения, поскольку они исследовали лишь по одному типу угрозы и вознаграждения. Кроме того, ASt активизировалась только при звуковом сигнале, но не в среде, которую мыши обычно связывают со страхом. Это говорит о том, что данная зона мозга откликается именно на сенсорные сигналы, а не обстановку в целом. В дальнейшем команда планирует проверить, применимы ли выводы исследования к людям, так как понимание механизмов страха важно для лечения ПТСР (посттравматического стрессового расстройства) и тревожного расстройства, при которых такие реакции становятся стойкими.
Ранее Наука Mail рассказывала, как глубокий сон формирует психическую устойчивость к стрессу.