Фото: Unsplash. Автор: sankavi
В течение жизни люди и животные учатся избегать опасных ситуаций. Но как именно наш мозг развивает эту способность? Учёные из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) решили докопаться до истины.
Исследователи заглянули в мозг мышей и обнаружили интересные процессы. Оказывается, всё дело в трёх участках мозга: медиальной префронтальной коре (mPFC), прилежащем ядре (NAc) и базолатеральной миндалине (BLA). Именно они отвечают за то, как мы учимся бояться и избегать угроз.
«Наше исследование началось, когда мы заметили пробел в понимании развития нервных цепей в лимбической системе — эмоциональных центрах мозга,» — говорит Лаура ДеНардо, ведущий автор статьи, опубликованной в Nature Neuroscience.
Дисфункция этих систем способствует развитию тревожности, расстройств настроения и злоупотреблению веществами, которые часто проявляются в подростковом возрасте. И хотя психологи давно заметили, что негативный опыт в детстве увеличивает риск психических расстройств, большинство исследований проводились на взрослых.
Как же на самом деле связаны трудное детство и проблемы с психическим здоровьем? Чтобы это понять, нужно разобраться, как созревает лимбическая система.
Учёные взялись за дело серьёзно. Они создали новый поведенческий тест, моделирующий рискованное поведение у подростков-мышей. «В этом тесте мыши учились избегать сигнала об опасности, запрыгивая на безопасную платформу,» — объясняет ДеНардо. «Мы обнаружили, что и детёныши, и подростки-мыши демонстрировали более низкий уровень избегания опасности по сравнению со взрослыми особями. Прямо как у людей!»
А дальше началось самое интересное. С помощью специальных вирусов учёные доставили в мозг мышей молекулы, позволяющие отслеживать и управлять нейронной активностью. Затем они использовали технику волоконной фотометрии, чтобы наблюдать за активностью нейронов в мозге живых животных.
Оказалось, что у взрослых мышей в медиальной префронтальной коре сигналы об опасности и безопасных местах кодировались сильнее. А вот активность прилежащего ядра и базолатеральной миндалины была похожей у всех возрастных групп. Получается, эти регионы развиваются быстрее.
Исследователи использовали оптогенетические инструменты, чтобы точно настраивать активность нейронов. И что же они увидели? Оказывается, популярные модели развития подросткового мозга были не совсем точны!
«Распространённые модели развития подросткового мозга предполагали, что слабый префронтальный контроль NAc и BLA способствует повышенному рискованному поведению у молодых особей,» — говорит ДеНардо. «А затем постепенное усиление нисходящего контроля в конечном итоге позволяет появиться взрослым поведенческим репертуарам.»
Но исследователи обнаружили, что хотя синапсы действительно постепенно усиливаются по мере развития мышей, они также могут претерпевать внезапные сдвиги. Например, синапсы mPFC-NAc постепенно увеличивают свою силу, а вот сила синапсов mPFC-BLA остаётся стабильной, и этот путь, похоже, претерпевает изменения только во взрослом возрасте. Получается, что мозг не просто плавно «дозревает» — он перестраивается скачками! Это объясняет, почему подростки иногда ведут себя так, будто у них в голове электрики перемонтируют проводку. Потому что так оно и есть!
Это исследование проливает новый свет на сложные нервные процессы, лежащие в основе обучения избегающему поведению на протяжении всего развития. В будущем это может проложить путь к дальнейшим исследованиям адаптации нервных путей, связанных с эмоциональным обучением в ответ на неблагоприятный жизненный опыт.
«В настоящее время мы работаем над новым исследованием, изучающим, как стресс в раннем возрасте влияет на развитие пути mPFC-BLA и на поведение избегания угроз в подростковом возрасте,» — добавила ДеНардо.
