Исследователи из Центра Сенсбери-Велком (SWC) при Университете Колледжа Лондона (UCL) обнаружили точные механизмы мозга, позволяющие животным преодолевать врожденные страхи. Исследование проведенное на мышах, может оказаться полезным для создания новых методов лечения страхов, включая такие расстройства, как фобии, тревожность и посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР).
Под руководством Сары Медерос и профессора Сони Хофер исследовательская группа сосредоточилась на изучении того, каким образом мозг обучается подавлять реакцию на угрозы, которые со временем перестают представлять опасность.
Как пояснила Сара Медерос, научный сотрудник лаборатории Хофера в SWC: «У людей есть врожденные реакции страха, такие как испуг от громкого звука или быстрого движения объектов. Однако благодаря опыту мы способны преодолевать эти инстинкты — так же, как дети могут научиться наслаждаться фейерверками вместо того, чтобы пугаться их шума. Наша цель заключалась в том, чтобы лучше понять мозговые процессы, лежащие в основе этого типа обучения».
Для исследования ученые использовали новаторский метод: они подвергали мышей воздействию тени, которая создавала иллюзию приближения хищника сверху. Изначально животные реагировали на эту угрозу, прячась в укрытии. Но после нескольких повторений без реальных последствий мыши перестали реагировать на визуальную угрозу и оставались спокойными, что позволило ученым создать модель для изучения механизмов подавления страха.
Основываясь на предыдущих исследованиях, проведенных в лаборатории Хофера, команда уже знала, что область мозга, известная как вентролатеральное коленчатое ядро (vLGN), способно подавлять реакции страха, будучи активным, и хранить информацию об угрозах прошлого опыта. Поскольку vLGN получает сильные сигналы от зрительных зон коры головного мозга, исследователи решили изучить, участвует ли эта цепочка нейронов в процессе обучения игнорированию визуальных угроз.
Исследование определило два основных элемента в процессе обучения: 1) конкретные зоны зрительной коры необходимы для начала обучения, и 2) структура мозга, именуемая вентролатеральным коленчатым ядром (vLGN), сохраняет полученные в результате обучения воспоминания.
Как отметила Сара Медерос: «Мы установили, что животные не могли научиться подавлять свою реакцию страха, когда определенные участки зрительной коры были отключены. Однако, как только они освоили навык прекращения бегства, кора головного мозга становилась ненужной».
Профессор Соня Хофер подчеркнула значимость результатов: «Эти данные противоречат традиционным представлениям об обучении и памяти. Несмотря на то, что кора головного мозга традиционно считается главным центром мозга для обучения, памяти и поведения, мы выяснили, что именно подкорковое вентролатеральное коленчатое ядро, а не зрительная кора, хранит эти ключевые воспоминания. Эта нейронная цепь может связывать когнитивные процессы, происходящие в новой коре, с жестко запрограммированным поведением ствола мозга, позволяя животным адаптироваться и изменять свое инстинктивное поведение».
Кроме того, исследователи определили клеточные и молекулярные механизмы, лежащие в основе данного процесса. Обучение происходит через повышение активности конкретных нейронов vLGN, которое вызвано выделением эндоканнабиноидов — сигнальных молекул мозга, известных своей регуляцией настроения и памяти. Это выделение ослабляет тормозящий сигнал к нейронам vLGN, увеличивая активность данной области мозга при встрече с угрожающим зрительным стимулом, что помогает подавить реакцию страха.
По словам профессора Хофер, значение этого открытия выходит далеко за пределы лабораторных исследований: «Наши результаты помогут лучше понять, какие нарушения происходят в мозгу при расстройствах, связанных с нарушением контроля страха, таких как фобии, тревожность и ПТСР. Хотя инстинктивные реакции страха перед хищниками сейчас могут казаться менее значимыми для современного человека, аналогичные мозговые пути существуют и у нас. Это открывает перспективы для разработки новых методов лечения подобных состояний, нацеленных на воздействие на цепи vLGN или локальные эндоканнабиноидные системы».
В дальнейшем исследовательская группа намерена сотрудничать с клиническими специалистами для изучения этих мозговых цепей у людей, стремясь однажды разработать эффективные методы терапии для борьбы с неадекватными реакциями страха и тревожными расстройствами.
