Susirūpinimas smegenimis: mokslininkai randa naują sritį, susijusią su nerimu

2023 Autorius: Bailey Leapman | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-09-16 16:16

Pagal Nacionalinį psichikos sveikatos institutą, daugiau nei 18 procentų suaugusiųjų amerikiečių kenčia nuo nerimo sutrikimų, apibūdinamų kaip per didelis nerimas ar įtampa, dažnai sukelianti kitus fizinius simptomus. Ankstesni smegenų nerimo tyrimai buvo skirti migdolinei daliai – sričiai, kuri, kaip žinoma, vaidina baimę. Tačiau Kalifornijos technologijos instituto (C altech) biologų vadovaujama mokslininkų komanda nujautė, kad kitokios smegenų srities, šoninės pertvaros (LS) supratimas gali suteikti daugiau užuominų apie tai, kaip smegenys apdoroja nerimą. Jų instinktai pasiteisino – naudodama pelių modelius, komanda rado nervinę grandinę, kuri jungia LS su kitomis smegenų struktūromis tokiu būdu, kuris tiesiogiai veikia nerimą.

„Mūsų tyrimas nustatė naują nervų grandinę, kuri vaidina priežastinį vaidmenį skatinant nerimo būsenas“, – sako Davidas Andersonas, C altech biologijos profesorius Seymouras Benzeris ir atitinkamas tyrimo autorius. "Iš dalies priežasčių, kodėl mums trūksta veiksmingesnių ir specifinių vaistų nuo nerimo, yra ta, kad nepakankamai žinome, kaip smegenys apdoroja nerimą. Šis tyrimas atveria naują smegenų grandinės, kuri kontroliuoja nerimą, tyrimo kryptį."

Komandos išvados aprašytos sausio 30 d. žurnalo Cell versijoje.

Jei vadovauja C altech vyresnysis mokslinis bendradarbis Toddas Anthony, tyrėjai nusprendė ištirti vadinamąją septohipokampo ašį, nes ankstesni tyrimai buvo susiję su šia grandine nerimu ir taip pat parodė, kad šioje struktūroje esantys neuronai ašis - LS - užsidegė arba buvo aktyvuota, kai pelių modeliuose nerimą sukėlė stresas. Tačiau ar tai, kad LS yra aktyvus reaguojant į stresorius, reiškia, kad ši struktūra skatina nerimą, ar tai reiškia, kad ši struktūra apriboja nerimo reakcijas po streso? Šioje srityje vyravo nuomonė, kad nervų keliai, jungiantys LS su skirtingais smegenų regionais, veikia kaip nerimo stabdys, slopindami atsaką į stresorius. Tačiau komandos eksperimentai parodė, kad jų sistemoje yra visiškai priešingai.

Naujajame tyrime komanda naudojo optogenetiką – techniką, kuri naudoja šviesą nervų veiklai kontroliuoti – dirbtinai suaktyvinti specifinių, genetiškai identifikuotų neuronų rinkinį pelių LS. Šio aktyvavimo metu pelės tapo labiau nerimaujančios. Be to, mokslininkai išsiaiškino, kad net trumpas, laikinas šių neuronų aktyvavimas gali sukelti nerimo būseną, trunkančią mažiausiai pusvalandį. Tai rodo, kad šios ląstelės ne tik dalyvauja pradiniame nerimo būsenos aktyvavime, bet ir tai, kad nerimo būsena išlieka net po to, kai neuronai nebeaktyvinami.

„Kontraintuityvi šių neuronų savybė yra ta, kad nors jų aktyvinimas sukelia daugiau nerimo, neuronai iš tikrųjų yra slopinantys neuronai, o tai reiškia, kad mes tikimės, kad jie išjungs kitus smegenų neuronus“, – sako Andersonas. taip pat Howardo Hugheso medicinos instituto (HHMI) tyrėjas.

Taigi, jei šie neuronai išjungia kitus smegenų neuronus, kaip jie gali padidinti nerimą? Komanda iškėlė hipotezę, kad procesas gali apimti dvigubą slopinimo mechanizmą: du neigiami dalykai daro teigiamą. Kai jie atidžiau pažvelgė į tai, kur tiksliai LS neuronai užmezga ryšius smegenyse, jie pamatė, kad jie slopina kitus neuronus netoliese esančioje srityje, vadinamoje pagumburiu. Svarbu tai, kad dauguma tų pagumburio neuronų patys buvo slopinantys neuronai. Be to, tie pagumburio slopinamieji neuronai, savo ruožtu, yra susiję su trečiąja smegenų struktūra, vadinama paraventrikuliniu branduoliu arba PVM. Yra žinoma, kad PVM kontroliuoja hormonų, pvz., kortizolio, išsiskyrimą reaguojant į stresą ir yra susijęs su nerimu.

Atrodė, kad ši anatominė grandinė yra potencialus dvigubo slopinimo būdas, per kurį aktyvuojant slopinamuosius LS neuronus gali padidėti stresas ir nerimas. Grupė samprotavo, kad jei ši hipotezė būtų teisinga, tikėtina, kad dirbtinis LS neuronų aktyvinimas padidins streso hormono lygį, tarsi gyvūnas patirtų stresą. Iš tiesų, optogenetinis LS neuronų aktyvavimas padidino cirkuliuojančių streso hormonų lygį, atitinkantį idėją, kad PVM buvo aktyvuotas. Be to, LS projekcijos į pagumburį slopinimas iš tikrųjų sumažino kortizolio padidėjimą, kai gyvūnai buvo veikiami streso. Kartu šie rezultatai tvirtai patvirtino dvigubo neigiamo hipotezę.

„Labiausiai stebinanti šių išvadų dalis yra ta, kad LS rezultatai, kurie, kaip manoma, pirmiausia stabdo nerimą, iš tikrųjų padidina nerimą“, – sako Andersonas.

Žinojimas apie teigiamą ar neigiamą šių ląstelių poveikio nerimui ženklą, anot jo, yra svarbus pirmasis žingsnis siekiant suprasti, kokį vaistą galima sukurti, kad būtų galima manipuliuoti šiomis ląstelėmis ar jų molekulinėmis sudedamosiomis dalimis. Jei būtų nustatyta, kad ląstelės slopina nerimą, kaip buvo manyta iš pradžių, tuomet norėtųsi rasti vaistų, kurie aktyvuotų šiuos LS neuronus, kad sumažintų nerimą. Tačiau, kadangi grupė išsiaiškino, kad šie neuronai skatina nerimą, todėl norint sumažinti nerimą, vaistas turėtų slopinti šiuos neuronus.

"Tikriausiai mums dar liko dešimtmetis, kad šie pagrindiniai tyrimai būtų paversti bet kokia žmonių terapija, bet tikimės, kad informacija, kurią duoda tokio tipo tyrimai apie smegenis, padės sričiai ir medicinai daug geresnes sąlygas kurti naujus, racionalius psichikos sutrikimų gydymo būdus“, – sako Andersonas. „Per pastaruosius 40–50 metų buvo sukurta labai mažai naujų psichiatrinių vaistų, ir taip yra todėl, kad mes tiek mažai žinome apie smegenų grandinę, kuri kontroliuoja emocijas, kurios sugenda esant psichikos sutrikimams, tokiems kaip depresija ar nerimas."

Komanda ir toliau nuodugniai nustatys šią smegenų sritį, kad geriau suprastų jos vaidmenį kontroliuojant streso sukeltą nerimą.

„Netrūksta naujų klausimų, kuriuos iškėlė šios išvados“, – sako Andersonas. "Gali atrodyti, kad viskas, ką mes čia padarėme, yra išskrodę mažą smegenų grandinės gabalėlį, bet tai yra atrama į labai didelį kalną. Turite pradėti kur nors kopti."