Учёные проанализировали, как изменения в центральной миндалине мозга могут приводить к тревоге. Это участок мозга, который играет роль «ворот» между сигналами о страхе внутри мозга и реакцией на них. Исследователи сконцентрировались на особых клетках — тех, которые содержат соматостатин и выполняют тормозную функцию. Они удалили у них работу гена под названием ПТЕН, чтобы посмотреть, что при этом произойдёт. Оказалось, что когда он перестаёт работать в одних клетках, местные тормозные связи внутри миндалины сокращаются примерно наполовину, а те, что остаются, тоже становятся слабее. Внутренние тормозные нейроны теряют часть своей силы. А вот межрегиональные возбуждающие сигналы из соседней области — базолатеральной миндалины, которая передаёт эмоционально значимую информацию, — усиливаются. Соответственно, баланс между сигналами нарушается: тормозные слишком слабые, а возбуждающие слишком сильные.
Учёные проверили поведение подопытных (мышей с такой генетической модификацией). Они узнали, что у них повышается тревожность, они быстрее и сильнее учатся бояться. Но при этом их социальное поведение и повторяющиеся действия, обычно характерные при расстройствах аутического спектра, не изменились. То есть тревожность здесь не сопровождается другими типичными особенностями аутизма.
Ведущий исследователь описал метод как очень мощный. Он сказал, что с его помощью они могли буквально нарисовать карту связей нейронов и определить, как лишь один ген влияет на синаптическую сеть. Он подчеркнул, что их интересовала конкретная клеточная популяция — соматостатиновые ингибирующие нейроны — и то, как в них изменение гена ПТЕН влияет на обработку информации мозгом. Всё это для лучшего понимания, как конкретные изменения приводят к определённым чертам поведения, и в перспективе для создания целевых терапий для различных компонентов нейробиологических расстройств.
Кажется, что именно такие исследования помогают отойти от общего подхода «берём всё и лечим всех одинаково». Ведь если тревожность вызывается конкретной цепочкой в мозге, может быть эффективнее сначала найти причину в каждой конкретной ситуации, а потом воздействовать точечно. Именно это пытаются сделать авторы работы.
Они акцентируют внимание на том, что потеря функции гена ПТЕН в одной клеточной группе достаточна, чтобы вызвать тревогу и усиленное обучение страху. И при этом не нарушаются другие функции, связанные с социальным взаимодействием. Это показывает, что разные черты поведения при аутизме могут иметь разное происхождение, разные участки мозга, разные цепи. Не обязательно всё связано с социальным поведением или повторениями действий. Тревога может быть автономной особенностью, вызванной расстройством локальной сети тормозных нейронов.
Вместе с тем учёные хотят продолжать работу. Они планируют проверять, не повторятся ли такие микросетевые изменения при других генетических моделях — то есть увидеть, общие ли механизмы тревожности при разных причинах, или это именно частный случай. Возможно, если окажется, что схожие микросети страдают при разных мутациях, это может обозначить общий путь к новым лекарствам, которые помогут снизить тревожность независимо от того, какой именно ген пострадал.
Метод, используемый для картирования связей нейронов, комбинирует оптогенетику и отслеживание электрических реакций от сотен клеток, что позволяет одновременно получить масштабный обзор и точную картину. Это впечатляет, ведь такие технологии позволяют увидеть как мозг «общается» внутри себя на уровне отдельных клеток и их связей.
