В исследовании на мышах исследователи, финансируемые Национальным институтом здравоохранения, описывают новую цепь, участвующую в точной настройке решения мозга либо скрывать, либо противостоять угрозам. Исследование, опубликованное в журнале Nature, было частично профинансировано программой исследования мозга Национального института здравоохранения в рамках инициативы «Продвижение инновационных нейротехнологий» (BRAIN)..
«Возможность манипулировать определенными цепями может раскрыть удивительные взаимосвязи между областями мозга и дать глубокое понимание того, как сенсорные, эмоциональные и поведенческие центры работают вместе, чтобы управлять реакциями», - сказал Джим Гнадт, доктор философии. Д., программный директор Национального института неврологических расстройств и инсульта (NINDS) Национального института здравоохранения и руководитель группы инициативы BRAIN. «Инструменты и технологии, разработанные в рамках инициативы BRAIN, сделали возможными подобные исследования».
Группа исследователей под руководством Эндрю Хубермана, доктора философии, профессора нейробиологии и офтальмологии Стэнфордского университета в Калифорнии, исследовала роль вентральной срединной линии таламуса (vMT) в определении того, как животные реагируют на визуальные угрозы.. Таламус - это область мозга, действующая как ретрансляционная станция, принимающая сенсорную информацию, такую как увиденное и услышанное, и определяющая, куда в мозгу отправить эту информацию.
Доктор. Хуберман и его коллеги показали, что vMT активировался, когда мыши сталкивались с угрозой, в частности, с черным кругом, который увеличивался в верхней части их клетки, имитируя ощущение чего-то, нависшего над ними. Столкнувшись с надвигающейся угрозой, мыши большую часть времени замирали или прятались и очень мало времени трясли хвостами, что обычно является агрессивной реакцией.
Для дальнейшего изучения роли vMT команда доктора Хубермана использовала самые современные инструменты, в том числе дизайнерские препараты, которые позволяли включать и выключать определенные цепи. Хотя инактивация vMT не влияла на замирание и сокрытие, она устраняла реакцию трясения хвостом. Включение vMT увеличило количество реакций встряхивания хвоста и заставило мышей больше двигаться и тратить меньше времени на то, чтобы прятаться или замирать.
Доктор. Группа Губермана также обнаружила, что vMT посылает информацию в основном в две области мозга: базолатеральную миндалину (BLA) и медиальную префронтальную кору (mPFC). Эти схемы оказались критически важными для определения того, как мыши реагируют на визуальную угрозу. Включение схемы, которая проецировалась на BLA, вызывало больше реакций замирания, в то время как активация схемы mPFC усиливала реакцию встряхивания хвостом.
«Работа доктора Хубермана открывает новую область исследования зрения с помощью модели надвигающейся угрозы, помогая нам понять, как работают схемы в мозге от ощущений до поведения», - сказал Томас Гринвелл, доктор философии. Д., программный директор Национального института глаза при Национальном институте здравоохранения, который софинансировал исследование.
Доктор. Губерман и его команда показали, что активация vMT увеличивает возбуждение, состояние повышенной бдительности. Мыши предпочитали проводить больше времени в комнате, где они получали активацию вМТ, предполагая, что включение этой мозговой цепи заставляет их чувствовать себя хорошо. Хотя реакция на визуальную угрозу, будь то встряхивание хвостом или замирание, могла быть разной, основное позитивное чувство было одинаковым для обоих типов реакций.
"Это исследование может помочь объяснить, почему акты мужества, такие как постоянная защита себя или своего дела, или физический вызов, могут ощущаться воодушевляющими. Переживание этого хорошего чувства также может повысить вероятность реакции на будущие угрозы. таким же образом, - сказал доктор Хуберман. «Хотя наше исследование было проведено на мышах, больше информации о vMT может дать некоторое представление о таких состояниях, как генерализованное тревожное расстройство и посттравматическое стрессовое расстройство, и по этой причине мы сейчас проводим исследование человеческого vMT."
Нужны дальнейшие исследования, чтобы углубить понимание того, как схема vMT влияет на поведение, и как разработать методы лечения, которые могут воздействовать на определенные части этой системы.
Это исследование было поддержано NINDS (NS090562) и Национальным глазным институтом (EY022157).