«Это исследование демонстрирует мощь новых молекулярных инструментов, которые могут задействовать одну и ту же схему, чтобы увидеть, что движет поведением», — пояснил Томас Р. Инсел, доктор медицины, директор Национального института психического здоровья (NIMH). «Лучшее понимание того, как работает такая эмоциональная память, дает надежду на решение загадок нарушений мозгового кровообращения, при которых эти механизмы нарушены».Грантополучатель NIMH Кей Тай, доктор философии, Пранит Намбури и Анна Байелер, доктор философии, из Массачусетского технологического института (MIT), Кембридж, Массачусетс, и ее коллеги сообщают о своих выводах 29 апреля 2015 года в журнале Nature.До нового исследования ученые подозревали, что в конечном итоге замешаны цепи, но были озадачены кажущимся парадоксом. Перекресток конвергентных цепей в эмоциональном центре глубоко в мозгу, базолатеральном миндалевидном теле, похоже, участвует как в обучении страху, так и в обучении вознаграждению, но то, как одна область мозга может управлять таким противоположным поведением — подходом и избеганием — оставалось загадкой.
Как сигналы могут найти подходящий путь для движения на этой развилке дорог?Чтобы выяснить это, Тай и его коллеги выяснили, могут ли две проекции подозрительных цепей с перекрестка содержать ключи к разгадке. Один проецируется на центр вознаграждения, прилежащее ядро, а другой — на ближайший центр страха, центральную миндалину, станцию вывода концентратора эмоций.Каждая проекция цепи состоит из отдельных популяций переплетенных нейронов.
Сначала исследователи использовали контрольные флуоресцентные шариковые индикаторы, чтобы определить, какие нейроны принадлежат к каждой цепи. Затем они измерили показатель связи — силу нейронных связей — в прогнозах после того, как мыши испытали страх или поощрение обучения. Животных приучали либо бояться тона, сопряженного с шоком, либо связывать этот тон с сахарным вознаграждением.
Поразительно, что связь перекрестков с проекциями центра вознаграждения уменьшилась после обучения страху и увеличилась с обучением вознаграждением. Напротив, связь с проекциями центра страха увеличивалась с обучением страху и снижалась после обучения за вознаграждение.
Эти сходящиеся механизмы в анатомически переплетенных цепях могут содержать ключи к разгадке того, как положительные и отрицательные эмоциональные ассоциации могут влиять друг на друга, предположил Тай.Чтобы доказать причинную связь между схемами, идентифицированными проекцией, и поведением, команда Тая обратилась к оптогенетике, которая позволяет световым импульсам управлять схемами мозга у животных, генетически модифицированных так, чтобы они были светочувствительными.
Оптическая стимуляция проекции центра вознаграждения усиливала положительное подкрепление, в то время как стимуляция проекции центра страха способствовала отрицательному подкреплению. Точно так же блокирование проекции центра страха ухудшало изучение страха и усиливало обучение с вознаграждением.
Наконец, исследователи определили электрофизиологические, анатомические и генетические особенности двух цепей, которые помогают объяснить противоположные реакции связи.«Учитывая, что многие проблемы психического здоровья, включая тревогу, зависимость и депрессию, могут возникать из-за нарушений в эмоциональной обработке, эти результаты могут помочь проложить путь к схемному подходу к лечению психических заболеваний», — сказал Тай.