Учёные обнаружили ранее неизвестную цепь в головном мозге, которая участвует в механизме обсессивно-компульсивного расстройства (ОКР). Это открытие может стать важным шагом к созданию методов лечения, направленных непосредственно на определённые участки мозга, что позволит лучше контролировать заболевание. Исследование опубликовано в журнале Neuron, а руководил им Джошуа Л. Плоткин, доцент кафедры нейробиологии и поведения медицинской школы Ренессанс (RSOM) в Университете Стоуни-Брук.
ОКР — это психическое расстройство, при котором человека мучают тревожные и неконтролируемые мысли, сопровождающиеся повторяющимися действиями. До сих пор лечение ОКР сводилось в основном к психотерапии и приёму лекарств для ослабления симптомов. Новая работа основана на модели мышей, однако, несмотря на различия в возможностях человеческого и мышиного мозга, их структуры и принципы организации отдельных областей во многом схожи.
В ходе экспериментов Плоткин и его коллеги использовали сенсорные стимулы, чтобы побудить мышь совершить определённое действие. Специалисты сосредоточились на двух областях мозга: миндалевидном теле, которое обрабатывает эмоционально значимый опыт, такой как страх и тревога, и дорсолатеральном стриатуме (ДЛС), отвечающем за привычные и автоматические действия. Команда выяснила, что миндалевидное тело напрямую связано с ДЛС и влияет на него, чего не было известно ранее. Дело в том, что эта связь идёт всего от небольшого числа нейронов миндалевидного тела, поэтому её легко не заметить.
С помощью новых инструментов визуализации, позволяющих картировать мозговые цепи на уровне отдельного синапса, первый автор исследования и постдокторант кафедры нейробиологии и поведения Закари Хобел установил, что связь между миндалевидным телом и ДЛС, хотя и небольшая, может оказывать непропорционально сильное влияние на ДЛС. Измерения и нейронные модели подтвердили, что эта связь усиливает и стимулирует синаптическую пластичность других входов в ДЛС — входов, которые, вероятно, кодируют поведение, вызванное сенсорными сигналами.
В ходе исследования команда обнаружила, что многократная стимуляция сигналов от миндалевидного тела к ДЛС усиливает поведение, вызванное сенсорными раздражителями, причём эффект сохранялся долго после окончания стимуляции. Например, капля воды на носу мыши заставляла её умываться. Когда во время попадания капли стимулировали цепь от миндалевидного тела к ДЛС, та же капля воды впоследствии вызывала у мыши гораздо более длительное умывание, даже после прекращения ощущения и стимуляции мозга. Примечательно, что мышь продолжала сильнее реагировать на воду даже после завершения экспериментального сочетания. Исследователи также показали, что у мышей с моделью ОКР эта цепь сильнее, активнее и работает с нарушениями. Поэтому длительное подавление миндалевидного тела у таких мышей предотвращало поведение, похожее на ОКР, — ключевой результат работы.
«Наше исследование выявляет чёткий механизм, с помощью которого эмоционально значимый опыт может усиливать связь между сенсорными сигналами и действиями, и это потенциально помогает объяснить, как обычное поведение может превращаться в компульсивное», — резюмирует Плоткин, автор-корреспондент и исследователь, связанный с Центром расстройств нервной системы Университета Стоуни-Брук. Он отмечает, что мыши служат хорошей моделью ОКР, поскольку реагируют на те же распространённые лекарства, которые применяют для лечения людей с этим расстройством. Плоткин предупреждает, что точные нейронные связи и нарушения, которые изменяются или корректируются при лечении ОКР, известны не полностью, а конкретные мозговые связи и процессы, лежащие в основе расстройства, сложны. Тем не менее авторы заключают, что результаты исследования дают важное понимание основ поведения, похожего на ОКР, и выявляют конкретные нарушения мозговых цепей — достижения, которые открывают исследователям новое направление для поиска более точных целей лечения ОКР.