Лабораторные мыши научились не бояться
Смелые и спокойные мыши появились в лаборатории Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute; HHMI). С их помощью нейробиологи обнаружили, как можно убить свой страх. И закрепить достижение на клеточном уровне.
Сотрудники HHMI Эрик Кэндел (Eric R. Kandel) и Даниела Поллак (Daniela D. Pollak) провели серию экспериментов, во время которых они учили мышей чувствовать себя в безопасности в напряженных ситуациях.
В первом исследовании группа Кэндела научила мышей связывать звуковой сигнал с защитой от возможной опасности. Через некоторое время мыши стали чувствовать себя гораздо спокойнее в различных условиях среды. По словам ученых, животные выработали обусловленное запрещение страха, которое Кэндел назвал «выученной безопасностью».
Поллак и Кэндел решили продолжить исследование поведенческих особенностей выученной безопасности у мышей. И еще проверить нейробиологический аспект этого процесса.
Затем ученые научили мышей связывать и безопасность, и страх с одним звуковым тоном. Чтобы мыши испугались, слуховой стимул сопровождался несильным ударом тока в лапку. Чтобы обозначить безопасность, проигрывался только звук, а удара тока не следовало. Мыши быстро привыкли связывать звук и отсутствие опасности и гораздо меньше беспокоились в пугающей обстановке.
Решив накалить страсти, команда Кэндела решила провести плавательный тест и поместила обученных мышей в бассейн с водой. В этой отчаянной ситуации, когда у мышей нет возможности выбраться из воды, животные начинают проявлять признаки паники. Такая методика принудительного плавания обычно используется исследователями, чтобы определить, как антидепрессанты влияют на поведение мышей во время стресса. Ученые обнаружили, что обученные не бояться мыши, попав в воду, смогли преодолеть чувство безнадежности. Как говорят исследователи, антидепрессивный эффект обучения оказался сопоставимым по уровню действия с самыми современными препаратами.
Тогда Поллак и Кэндел решили посмотреть, как выученная безопасность влияет на развитие молодых клеток в зубчатой извилине. Эта область мозга располагается в районе гиппокампа. Зубчатая извилина -- одна из немногих структур в мозге, в которой рождаются новые нейроны даже у взрослых животных.
Выяснилось, что у приученных не бояться мышей в зубчатой извилине очень много новорожденных клеток. Тогда ученые облучили мышей, чтобы притупить производство нейронов в гиппокампе. Ученые обнаружили, что в итоге ослабло и чувство безопасности, и его антидепрессивный эффект.
Также Поллак и Кэндел нашли, что приобретение выученной безопасности зависит от белков-нейротрофинов в зубчатой извилине. Они способствуют росту, дифференциации новых нейронов и образованию ими связей.
Тогда исследователи решили посмотреть, какие процессы происходят у обученных мышей в главном центре страха мозга -- миндалевидном теле. Генетические исследования показали, что изменения есть. Изученная безопасность настраивает ключевые компоненты системы выработки дофамина и нейропептидов в этом отделе мозга. У мышей ускоряется обучение и улучшается настроение.
А вот на серотонин, который обычно считают антидепрессантом, изученная безопасность совсем не влияет. «Это открытие очень важно, -- говорит Кэндел. -- Возможно, нам удастся найти альтернативные пути для разработки антидепрессантов взамен привычных серотониновых».
К сожалению, авторы исследования не рассказывают в своей работе, нельзя ли и человеку выработать выученную безопасность, вместо того чтобы принимать антидепрессанты.
Результаты работы команды Кэндела опубликованы в октябрьском выпуске журнала Neuron.