Грегори Шеррер (Grégory Scherrer) и Марк Шницер (Mark Schnitzer) из Стэнфордского университета (Stanford University) определили клетки мозга у мышей, ответственные за отрицательные эмоции при болевом синдроме. Исследования боли традиционно фокусируются на клетках и молекулах на первой линии восприятия боли — нейронах, которые реагируют на укусы, порезы, ожоги и тому подобное — и в конечном итоге передают сигнал о физической угрозе.
Актуальность проблемы
«Мы смотрим на то, что мозг делает с этой информацией», — сказал Шеррер. «В то время как болезненные стимулы обнаруживаются нервами, эта информация ничего не значит эмоционально, пока она не достигнет мозга, поэтому мы решили найти клетки в головном мозге, которые стоят за отрицательными эмоциями при болевом синдроме».
Материалы и методы обследования
Для наблюдения Шеррер сотрудничал со Шнитцером, который разработал «минископ» — микроскоп с длиной небольшой скрепкой, который можно прикрепить к голове мыши, чтобы зафиксировать активность в ее мозге. Ученые расположили устройство, чтобы визуализировать миндалину. Мышь, живая и здоровая, могла прогуливаться, когда ей было угодно, в то время как минископ регистрировал поток кальция в нейронах для выявления активности клеток. Ученые исследовали мозг мыши с помощью микроскопа, и пронаблюдали, как мыши сталкивались с чем то неприятным, а затем ученые проверяли, какие нейроны были активны.
Результаты научной работы
Опираясь на визуализацию мозга животных и молекулярное тестирование, исследователи обнаружили в миндалине, области мозга, связанной с эмоциями и страхом, множество клеток, которые, по-видимому, функционируют как выключатель для устранения отвращения и боли. И хотя это было обнаружено у мышей, есть основания полагать, что однажды это может послужить терапевтической мишенью болевого синдрома у человека, поскольку функции миндалины мыши и человека не особо отличаются. Ученые надеются, что исследование этой группы клеток поможет в разработке лечения хронической боли. Идея заключается в том, что пациенты страдают от эмоциональной неприязни боли, а не от самого болевого ощущения. Если есть способ притупить эмоциональную боль, а не физическое ощущение боли, это поможет пациентам с хронической болью.
Статья с описанием результатов исследования опубликована в журнале Science. Шеррер и Шницер также являются исследователями Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute investigator).
Миндалина казалась ученым логичным местом для начала исследования, так как это известный центр эмоций в мозге. В пределах миндалины они сузили свой поиск, отыскивая нейроны у мышей, которые были активны во время кратковременного болевого раздражения — например, капли горячей, но не обжигающей воды, наносимой на лапу. Активные нейроны экспрессируют больше специфического гена, называемого c-Fos, и действительно, после этого стимула вспыхнуло море экспрессирующих c-Fos нейронов.
«Но на самом деле это только говорит о том, что эти нейроны были активны в какой-то момент, и это недостаточно конкретно», — сказал Шеррер. «Мы хотели посмотреть на нейроны свободно движущихся животных».
«С помощью этой установки мы определили набор нейронов в миндалине, которые избирательно кодируют сигналы, связанные с эмоциональными аспектами болевого раздражения»