Открыта новая функция мозжечка

Исследователи обнаружили прямую нейронную связь между мозжечком и вентральной областью покрышки (ВОП) мозга, которая, как известно, участвует в обработке и кодировании вознаграждений. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Актуальность проблемы

Мозжечок играет важную роль в координации и регуляции двигательной активности.

Материалы и методы обследования

Чтобы изучить функцию мозжечка, ученые использовали метод оптогенетики, при котором нейроны животных генетически модифицировали, поэтому их можно контролировать с помощью импульсов света. Исследователи использовали эту технику на мышах, активируя нейроны в мозжечке, которые подключались к ВОП. Ученые поместили мышей в открытую камеру квадратной формы и использовали световые импульсы, чтобы активировать нейроны мозжечка, связанные с ВОП, всякий раз, когда мыши входили в определенную часть камеры, называемую «квадрантом вознаграждения».

Результаты научной работы

Впервые было продемонстрировано, что мозг играет роль в контроле за вознаграждением и поведением, а также пролит новый свет на мозговые цепи, критически важные для активной и социальной дисфункции, наблюдаемой при множественных психических расстройствах.

«Этот тип исследований имеет фундаментальное значение для углубления нашего понимания того, как мозговая деятельность связана с психическими заболеваниями», — сказал Джошуа А. Гордон (Joshua A. Gordon). «Выводы, подобные описанным в этой статье, помогают нам больше узнать о том, как работает мозг, что является ключевым шагом на пути к разработке новых методов лечения».

Результаты исследования также показали, что эта область мозга имеет множество немоторных функций. Например, аномалии в мозжечке были связаны с аутизмом, шизофренией и расстройствами, связанными с употреблением психоактивных веществ, а активация мозжечка была связана с мотивацией, социальным и эмоциональным поведением и поощрением обучения, каждое из которых может быть нарушено при психических расстройствах.

Более ранние результаты заставили Кямрана Ходахах (Kamran Khodakhah) из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна в Нью-Йорке (Albert Einstein College of Medicine, New York,) задаться вопросом, существует ли прямая связь между мозжечком и ВОП — структурой мозга, участвующей в управлении вознаграждением и мотивацией поведения.

Ученые обнаружили, что активация нейронов мозжечка приводит к увеличению активации ВОП у мышей, что указывает на рабочую связь между этими двумя структурами мозга. Как только была подтверждена нервная связь между этими двумя структурами мозга, исследователи выяснили, что передача сигнала переходила из мозжечка в ВОП, что влияло на поведение, связанное с вознаграждением и социальным предпочтением.

Мыши проявили предпочтение проводить время в зоне «квадрантного вознаграждения», тратя более 70% своего времени. Кроме того, исследователи обнаружили, что мыши были готовы работать для активации в этой области мозга и проводить время в условиях, которые они обычно не предпочитают (светлые или темные области), чтобы получить эту активацию. Результаты показывают, что активация проекций мозжечка на ВОП полезна для мышей и что мозжечок играет роль в поведении, связанном с вознаграждением. В начале исследования мыши предпочитали находиться в социальной камере, но после того, как исследователи инактивировали проекции мозжечка в ВОП, мыши больше не проявляли этого предпочтения. Кроме того, было обнаружено, что непрерывное молчание пути мозжечка-ВОП полностью предотвращает проявление поведения социальных предпочтений у мышей, результаты которого указывают на то, что входные сигналы из мозжечка в ВОП необходимы для предпочтений социального поведения у мышей.

Результаты этого исследования говорят о потенциально важной и ранее непризнанной роли мозжечка в создании и контроле поведения, основанного на вознаграждении и социальных предпочтениях. Хотя многое еще предстоит изучить, выявление этого прямого нейронного пути может помочь объяснить роль этого контура при расстройствах, связанных с системами вознаграждения и социальной адаптации, таких как наркозависимость, аутизм и шизофрения, и может указывать на будущие цели для вмешательства и управления симптомами.

«Роль схем мозжечка в поведении, связанном с психическим здоровьем, является недостаточно изученной областью, к которой мы только начали проявлять повышенный интерес», — сказала Джанин Симмонс (Janine Simmons), сотрудник программы социальной и эмоциональной нейробиологии (NIMH). «Мы всегда рады видеть инновации такого типа в поведенческой нейробиологии, и эти результаты показывают, сколько еще предстоит узнать».

В будущих исследованиях ученые планируют проверить, можно ли манипулировать путь мозжечок — ВОП, используя лекарственные препараты или оптогенетику для лечения зависимости и предотвращения рецидива после лечения.

«Нарушения мозжечка также связаны с рядом других психических расстройств, таких как шизофрения», — сказал Ходахах. «Мы хотим выяснить, играет ли этот путь также роль в этих расстройствах».

Авторы другого исследования утверждают, что мутация PAC1R может быть связана с дефицитом социального познания у детей с аутизмом.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен


 
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Хусаинов Руслан Халилович / автор статьи
Должность - Главный редактор, автор статьей E-mail для связи - [email protected] Врач - ультразвуковой диагностики, детский травматолог-ортопед  г. Санкт-Петербург.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: