За допомогою методу реєстрації мозкової активності з високою роздільною здатністю японські вчені встановили взаємозв’язок між ділянкою мозку з назвою клауструм та розпізнаванням стресу у мишей. Так, активація нейронів клауструму посилювала тривожну поведінкову реакцію тварин на соціальний стрес, тоді як інактивація — нормалізувала її. Тому клауструм може стати терапевтичною мішенню при майбутніх розробленнях ліків проти депресії й тривожності. Про відкриття автори повідомили в журналі Science Advances.
GIPHY
Що ми знаємо про реакцію мозку на стрес?
Хронічний стрес часто стає причиною тривожних та депресивних розладів. Реакція на стрес є складним процесом, у якому задіяні кора, підкоркова ділянка та верхні відділи стовбуру головного мозку. Із тривогою також пов’язане мигдалевидне тіло (або амигдала), яке задіяне у контролі емоційних станів та поведінки. Але на сьогодні механізми комунікації між усіма цими ділянками мозку при реакції на стрес залишаються мало зрозумілими через технічні обмеження реєстрації активності мозку.
Раніше вчені Університету Осаки розробили метод, що дозволяє неупереджено та кількісно порівнювати набори даних, отриманих при візуалізації мозкової активності модельних та здорових мишей, причому реєстрація відбувається із субклітинною роздільною здатністю. Це дозволяє зазирнути у мозкові процеси малих ділянок, які складаються з невеликої кількості клітин. У своїх минулих дослідженнях автори встановили, що реакція на стрес внаслідок позбавлення волі пов’язана з активацією нейронів клауструму та ядра амигдали. На цей раз вони вирішили з’ясувати, яка ж роль нейронів клауструму, що активуються під дією стресу, та як впливатиме активація та інактивація цієї ділянки на поведінку мишей.
Як моделювали та досліджували стрес?
Використовували генетично модифікованих мишей, у яких активні нейрони були здатні до флуоресценції, що дозволяло реєструвати мозкову активність. Таких мишей піддавали двом видам стресу: соціальної поразки та фізичного обмеження. Соціальну поразку моделювали за допомогою миші-агресора, з якою піддослідну мишу зачиняли на 10 хвилин на день впродовж 10 днів. А для відтворення стресу фізичного обмеження піддослідну мишу поміщали на 30 хвилин у контейнер з отворами для повітря об’ємом 50 мілілітрів. Контрольні миші жили весь час у своїй домівці наодинці.
Що стало з мишами й про що це говорить?
Дія обох типів стресу активувала більшу кількість нейронів клауструму, у порівнянні з контрольною групою. Завдяки субклітинній роздільній здатності вченим вдалося кількісно проаналізувати активні нейрони клауструму та 20 інших ділянок мозку за допомогою алгоритмів машинного навчання. У результаті встановили, що клауструм, базолатеральна амигдала та зорова кора задіяні у розпізнаванні стресів соціальної поразки та фізичного обмеження, причому внесок клауструму у розпізнавання є найбільшим.
Далі автори пробували вмикати та вимикати відповідні ділянки мозку під час стресу. Виявилося, що стимуляція нейронів клауструму під час стресу соціальної поразки призвела до депресивної та пов'язаної з тривогою поведінки. А деактивація клауструму пригнічувала таку поведінку безпосередньо під час дії стресового фактора та одразу після стресу, що може свідчити про зниження вразливості до соціальної поразки.
Отримані результати свідчать, що інактивація нейронів клауструму, які реагують на стрес, може принаймні частково служити профілактикою депресивної поведінки, а також підвищити стійкість до емоційного стресу. Ймовірно, що нейрональна активність клауструму стане терапевтичною мішенню, для якої згодом знайдуть відповідний препарат, але це питання майбутніх досліджень. Водночас автори припускають, що активність клауструму може бути потенційним біомаркером розладів, пов’язаних зі стресом.