Будут ли мыши продолжать работу над задачей, изучать новые возможности или откажутся от нее, зависит от активности трех видов нейронов в мозгу, согласно результатам экспериментов, проведенных в Университетском колледже Лондона (UCL).
Световой переключатель
Трем видам нейронов, вырабатывающих нейромедиаторы ГАМК, глутамат и серотонин, в срединной части ядра шва у мышей были внедрены генетические модификации, позволяющие управлять ими с помощью света. После этого подопытных поместили в ящик с двадцатью незнакомыми объектами.
Мыши уделяли приблизительно одинаковое количество времени каждой из трех стратегий поведения: взаимодействию с отдельным предметом через хватание, перемещение или укусы; исследованию вариантов посредством взаимодействия с несколькими объектами за короткое время; либо же игнорированию предметов и прекращению любых действий.
Угнетение ГАМКергических нейронов приводило к тому, что мыши сосредотачивались на одном предмете и реже переключались на другие. Активизация глутаматергических нейронов, даже на несколько секунд, напротив, усиливала исследовательское поведение: мыши чаще и быстрее переходили от одного предмета к другому.
Кратковременное угнетение серотонинергических нейронов вызывало у мышей состояние отрешенности. Было установлено, что этот процесс затрагивает латеральную хабенулу — небольшую структуру среднего мозга.
Второй эксперимент, где мышам предстояло найти вознаграждение в Т-образном лабиринте, подтвердил полученные данные.
«Когда мы подавляли активность ГАМКергических нейронов, животные чаще выбирали текущее или знакомое решение, даже если оно не приносило вознаграждения. В случае активизации глутаматергических нейронов животные предпочитали менять решения, несмотря на наличие награды. Если же подавлялись серотонинергические нейроны, они переставали интересоваться задачей», — пояснила системный нейробиолог Соня Ховер из UCL.
Срединная часть ядра шва, как правило, не работает изолированно — она получает сигналы от префронтальной коры головного мозга, зоны, отвечающей за оценку затрат и преимуществ различных решений.
Выбор поведения также определяется другими областями стволового мозга, включая близлежащее дорсальное ядро шва, а также влияние дофамина и норадреналина, отметил поведенческий нейробиолог Марк Уолтон из Оксфордского университета.
«По-прежнему остается неясным, каким образом и когда различные нейромедиаторы влияют на формирование приоритетов в поведении, особенно на долгосрочных временных интервалах», — добавил он.
А как насчет людей?
Теперь предстоит выяснить, действуют ли эти механизмы аналогичным образом у людей. Однако, если это подтвердится, перед нами откроются перспективные пути лечения нейропсихиатрических состояний, связанных с дисбалансом между тремя поведенческими стратегиями, уверена Хофер.
Так, чрезмерное стремление к повторяющемуся поведению часто наблюдается у пациентов с обсессивно-компульсивным расстройством и аутизмом. С другой стороны, патологические состояния, такие как глубокая депрессия, характеризуются отсутствием мотивации и отстраненностью. Избыточное любопытство и неспособность сосредоточенно решать задачи проявляются при синдроме дефицита внимания и гиперактивности.
