Штучний спогад вилікував мишей від депресії

Група нейрофізіологів з MIT під керівництвом нобелівського лауреата Сусуму Тонегава навчилася за допомогою методів оптогенетики викликати у мишей спогади, пов'язані із задоволенням і лікувати з їх допомогою наслідки хронічного стресу і депресію. Роботу опубліковано в журналі.

За останні роки в низці робіт було доведено, що будь-які спогади кодуються певним нейронним ансамблем. Сукупність нейронів, які беруть участь у кодуванні спогаду становить фізіологічний субстрат енграми - сліду пам'яті. У 2012 році група Сусумі Тонегава вже продемонструвала, що позначивши флуоресцентними білками нейрони гіпокампу (структури мозку, відповідальної за пам'ять) можна абсолютно точно визначити нейрони, що активуються в процесі навчання, а потім штучно викликати необхідний спогад за допомогою імпульсу світла, спрямованого по оптоволокну до конкретного ансамблю нервових клітин. У новій роботі вченим вдалося диференціювати енграми з приємними спогадами і використовувати їх реактивацію для купірування у мишей симптомів, схожих з депресивними.

Для цього дослідники давали самцям мишей побути з самками, попутно виділяючи патерни нейронних ансамблів тих, хто активується в цей час. Сексуальна поведінка є традиційною формою заохочення, що формує приємні спогади. Після чого самців на 10 днів поміщали в спеціальні клітини - «лещата», що обмежують їх рух. Це призводило до хронічного стресу і фрустрації. Вже до кінця першого тижня перебування в «лещатах» миші втрачали інтерес до простих задоволень. Наприклад, при виборі між підсолодженою водою і звичайною, вони пили першу-ліпшу, в той час як в нормальних умовах миші завжди віддають перевагу солодкій воді. Потім миші втрачали і «волю до опору» - якщо їх піднімали за хвіст, то вони майже не намагалися вирватися. Обидва цих симптоми, викликаних хронічним стресом, також характерні і для депресії у людини.

Однак з'ясувалося, що якщо активувати світлом нейрони, що зберігають приємні спогади про проведений з самками час, то можна купувати негативні симптоми в лічені хвилини, хоча ефект від стимуляції при одноразовому впливі буде короткостроковим і нестійким. Щоб домогтися довготривалого і надійного «поліпшення» у мишей, необхідно актуалізувати хороші спогади не менше двох разів на день протягом тижня. В середньому, на шостий день можна спостерігати очевидні зміни в поведінці. Питання про те, наскільки позитивний ефект стійкий в довгостроковій перспективі - ще належить з'ясувати окремо.

Важливим моментом експерименту є той факт, що мишам не стимулювали центри задоволення або ділянки мозку, пов'язані з позитивними емоціями (принаймні, не безпосередньо). Активувалися тільки нейрони, що містять епізодичні спогади про перебування з самками. Більш того, в контрольному експерименті фрустрованих мишей поміщали на той же термін (5-7 днів) в клітку до самки, і це не надавало ніякого позитивного терапевтичного впливу, схожого з актуалізацією спогадів.

У жовтні минулого року інша дослідницька група (також за допомогою методів оптогенетики) показала, що інгібування (відключення) нейронів, складових енграму, блокує процес спогаду. Або, іншими словами, пам'ять про будь-які події можна навмисно «прати».

Оптогенетика - метод дослідження мозку і нервових клітин, винайдений у його сучасному вигляді групою під керівництвом стенфордського вченого Карла Дизерота в 2005 році. Метод полягає в трансформації клітин генами світлочутливих рецепторів, які вбудовуються у зовнішню мембрану нейронів. Опромінення тканин світлом певної довжини хвилі активує рецептори, які пропускають у клітку іони зовнішнього середовища і ініціюють деполяризацію - спрацювання нейрона. Сам по собі каналродопсин являє собою світлочутливий рецептор синьо-зелених водоростей, необхідний їм для фототаксису - руху до світла.