Как структура мозга в форме морского конька может помочь нам узнавать других: исследование на мышах показало, что мозговой контур, подпитываемый окситоцином, регулирует социальное признание

Новое исследование, проведенное на мышах регенерирующими нейробиологами из Гарвардской медицинской школы, Гарвардского института стволовых клеток и Массачусетской больницы общего профиля, дает критическое представление о нейронных цепях и сигнальном каскаде, которые лежат в основе общественного признания.
Эксперименты, описанные дек. 8 в Nature Communications, показывают, что социальное распознавание регулируется решеткой чувствительных к окситоцину нейронов в части гиппокампа, структурой мозга в форме морского конька, ответственной за формирование памяти.
Результаты дополняют немногочисленное, но растущее количество исследований, открывающих гиппокамп в новом свете.

Обычно описывается как библиотекарь мозга, отвечающий за формирование кратковременных воспоминаний, объединение их в долговременные, маркировку и хранение для последующего извлечения — роль гиппокампа в пространственной навигации хорошо известна. Однако его участие в социальном поведении в целом и социальном признании в частности до сих пор остается плохо изученным.
Последние результаты показывают, что гиппокамп действительно играет роль дифференциатора социальных воспоминаний, когда он задействован нейрохимическим окситоцином, известным своей ролью в установлении связи, сочувствии и сексуальном удовольствии.

В частности, эксперименты команды показывают, что вычисление социальных стимулов происходит в цепи зубчатой ​​извилины-CA3 (DG-CA3), субъединице гиппокампа, которая, как считается, играет роль главного каталогизатора, ответственного за хранение похожих воспоминаний в отдельных папках. "обеспечение получения правильного файла при необходимости.
Результаты показывают, что окситоцин является важным катализатором, который переключает функциональный режим схемы.

В отсутствие окситоцина схема регулирует распознавание объектов.

«Наши результаты показывают, что окситоцин узурпирует эту ранее существовавшую нейронную цепь в гиппокампе, которая обычно регулирует дифференциацию подобных воспоминаний», — сказала первый автор исследования Тара Рам, аспирантка нейробиологии Гарвардского университета. "В присутствии окситоцина цепь берет на себя дополнительную роль регулятора социального познания."

Такое «кооптирование», добавили исследователи, демонстрирует эффективность эволюции.
«Природа бережлива, она скупа», — сказал старший исследователь Амар Сахай, доцент Гарвардской медицинской школы Центра регенеративной медицины и отделения психиатрии Массачусетской больницы общего профиля. «Не любит придумывать разные компоненты для разных процессов. Он перепрофилирует существующие."

Выводы команды Гарвардской медицинской школы могут помочь объяснить, почему сбои в деятельности гиппокампа могут приводить к типам аномалий социального поведения, наблюдаемых при различных психических, психических и неврологических состояниях нервного развития, в первую очередь расстройствах аутистического спектра.
Базовые нейронные вычисления, которые отделяют похожие, но разные стимулы друг от друга, имеют решающее значение даже в самых прозаических повседневных действиях. Более ранняя работа, опубликованная командой Сахая, указывает на то, что такое нейронное просеивание лежит в основе способности различать доброкачественные и угрожающие раздражители в нашем окружении.

Когда такая нейронная арифметика идет наперекосяк — как, например, у людей с посттравматическим стрессовым расстройством — это может привести к восприятию угрозы там, где ее нет. Например, говорит Сахай, солдат, вернувшийся домой с боя, едет по дороге в кафе. Он видит на дороге что-то похожее на самодельное взрывное устройство.

"Это зрелище вызывает более раннее воспоминание", — сказал Сахай. "Здоровый солдат отклонил бы объект, но кто-то с посттравматическим стрессовым расстройством восстановил бы полную начальную память из-за нарушения различения подобных стимулов.

Этот человек будет воспринимать доброкачественный объект как угрозу. Это чрезмерное обобщение страха."
Наводка

В текущем исследовании ученые сосредоточили внимание на области гиппокампа, известной как зубчатая извилина, которая получает входные данные из внешней среды и передает их кластеру нейронов, известному как CA3, по сути, каналу для информации, обрабатываемой в зубчатой ​​извилине.
В предыдущей работе Sahay и других было высказано предположение, что нейронный каркас DG-CA3 играет роль в различении похожих воспоминаний друг от друга, особенно связанных с пространством и местом. мгновенно сообщает, что вы находитесь на известной территории.
Гиппокамп и его каркас DG-CA3 — эпицентры формирования и дифференциации памяти — обладают сложной нейронной схемой.

Нейроны в этих областях изобилуют множеством рецепторов окситоцина, наблюдение, которое до сих пор оставалось несколько озадачивающим для ученых.
Сахай и его команда задались вопросом: почему главные каталогизаторы мозга наделены таким количеством рецепторов для аффективных нейрохимических реакций?? Что касается команды Сахая, это был верный признак того, что окситоцин выполняет важную функцию, которую стоит изучить дополнительно.

В серии экспериментов команда Сахая показала, что, действительно, присутствие окситоцина вызывает передачу сигналов по цепи, чтобы направлять социальное взаимодействие.
В одной серии экспериментов исследователи использовали вирусы для удаления рецепторов окситоцина в цепи DG-CA3 мозга мышей.

Несмотря на потерю рецепторов окситоцина, животные сохранили способность различать старые и новые предметы, такие как чашки и миски. Они также могли различать неодушевленные и одушевленные объекты — они решили, соответственно, проводить время с другой мышью, а не с пустой миской. Ситуация изменилась, когда этих нечувствительных к окситоцину мышей поместили в социальные ситуации. Представленные известные и неизвестные мыши, нормальные мыши проводили больше времени с неизвестными животными.

Однако животные, у которых отсутствовали рецепторы окситоцина, больше не могли отличать своих старых знакомых от пришельцев, проводя со старыми приятелями столько же времени, сколько с незнакомцами. Что касается социального этикета мышей, животные, лишенные рецепторов окситоцина, были социально неспособны, — сказал Сахай.
Открытие, говорит Сахай, показывает, что хотя схема DG-CA3 регулирует распознавание объектов, когда она наводнена окситоцином, она также регулирует социальное распознавание.
Нейронное реле

В то время как гиппокамп индексирует новые воспоминания, социальное поведение определяется другими областями мозга. Итак, следующим вопросом исследователей стал: как только социальные вычисления производятся в цепи DG-CA3, как они передаются из гиппокампа, чтобы управлять поведением??
Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи использовали метод, известный как оптогенетика, который включает генетическую модификацию нейронов, чтобы сделать их чувствительными к свету.

Чтобы составить карту точного маршрута, специфичного для передачи социального сигнала, исследователи осветили все нейронные маршруты, исходящие от DG-CA3 к другим частям мозга. Чтобы определить маршрут, ответственный за передачу социальных воспоминаний, ученые включали и выключали различные нейронные пути и наблюдали их влияние на поведение животных.
Результаты показали, что нейронная магистраль начинается в цепи DG-CA3.

Оттуда социальные сигналы передаются в заднюю часть гиппокампа, которая, в свою очередь, передает данные за пределы гиппокампа в область переднего мозга, называемую прилежащим ядром, которая, как известно, управляет рядом социальных форм поведения и играет роль в ней. поиск вознаграждения, отвращение, пристрастие и удовольствие.
Взятые вместе, результаты показывают, что рецепторы окситоцина действуют как критические катализаторы, которые запускают нейронные вычисления социальных стимулов в определенной цепи в гиппокампе, которая передает сигналы в другие области мозга для дальнейшего анализа и последующего принятия решений.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *