Исследователи из Центра познания и социологии Института фундаментальных наук (IBS) только что опубликовали в журнале Neuron публикацию о генетическом варианте, который контролирует и усиливает эмпатический страх у мышей. Поскольку эмпатия эволюционно сохранилась от грызунов к человеку, это открытие может способствовать прояснению индивидуальной изменчивости нейропсихиатрических состояний, характеризующихся нарушением эмпатии, таких как аутизм, психопатия и шизофрения..
Эмпатия - это способность понимать и разделять чужие эмоции, такие как радость, печаль или страх, которые могут мотивировать сострадание, сочувствие и альтруизм. Однако, поскольку эмпатия представляет собой сложное социальное явление, объяснить ее генетические и неврологические корни непросто.
Недавно было обнаружено, что сущность эмпатии неизменна от грызунов к людям. Крысы и мыши обладают замечательной аффективной чувствительностью к эмоциональному состоянию своих сверстников; их огорчает чужая боль, и они проявляют утешительное поведение. Для этого исследования исследователи проанализировали эмпатическое поведение мышей по отношению к страху. «Страх - ключевой инстинкт, так как предсказание опасности - ключ к выживанию. Он приобретается не только в результате непосредственного переживания опасного события, но и путем наблюдения за другими в угрожающих обстоятельствах», - объясняет Кеум Сехун, первый автор исследования.
Ученые IBS использовали наблюдательные тесты страха, когда мыши наблюдают за другими мышами, получающими слабый электрический удар по ногам, и ведут себя так, как будто они сами получили удар. Считается, что эта демонстрация наблюдательного страха у грызунов может соответствовать некоторым характеристикам аффективной эмпатии у людей.
В этом исследовании исследовательская группа сравнила 18 штаммов мышей, обычно используемых в лабораториях, и обнаружила, что они по-разному реагировали на наблюдательный тест страха. В частности, один штамм (129S1) был значительно более эмпатичным, чем другие. После секвенирования их геномов ученые смогли точно определить вариант гена нейрексина 3 (Nrxn3) - белка, который помогает соединять нейроны, эволюционно законсервированный среди позвоночных и широко распространенный в коре головного мозга. Более того, когда ученые искусственно ввели вариант мышам с нормальным уровнем эмпатического страха, поведение грызунов в тесте заметно изменилось, они стали более эмпатичными.
Исследователи отметили, что определенные нейроны в области коры головного мозга, известной как передняя поясная кора (ACC), играют ключевую роль в наблюдательном страхе. ACC уже участвует в фундаментальных когнитивных процессах, включая аффективные эмоции, социальное познание и эмпатическую реакцию боли и страха у мышей и людей.
Вариация гена влияет на ингибирующие нейроны соматостатинового (SST+) типа ACC. Известно, что кора обрабатывает сложные сигналы, поступающие из различных областей мозга через возбуждающие и тормозные нейроны. Нейроны SST+ снижают активность соседних нейронов, называемых пирамидными клетками, за счет высвобождения тормозного нейротрансмиттера (ГАМК).
Nrxn3 имеет разные функции в разных частях мозга, и это первое исследование, в котором определяется его роль в нейронах SST+ в ACC в контроле социального поведения грызунов. Ученые показали, что Nrxn3 необходим нейронам SST+ ACC для выполнения их тормозной функции. Когда ген удаляется, нейроны SST+ высвобождают меньше ГАМК в соседние пирамидные нейроны, вызывая повышенную наблюдательную реакцию страха.
«Это первый отчет, определяющий вариант гена и связанные с ним нейрофизиологические механизмы, которые контролируют связанные с эмпатией нейронные цепи на клеточном и молекулярном уровне», - объясняет Кеум. «Мы надеемся, что изучение генетических детерминант эмпатии предоставит новые цели для терапевтического вмешательства при психических расстройствах».
Команда стремится выяснить, как активность SST+ нейронов в ACC функционально связана с разной степенью страха наблюдения. И, контролируют ли Nrxn3-зависимые SST+ нейроны другие типы поведения, связанного с эмпатией, такие как эмоциональное заражение болью, утешение или просоциальное помогающее поведение.