Учёные раскрыли нейронную схему, необходимую для восприятия сигналов об опасности
Исследователи из Городского университета Гонконга (CityU) выявили ключевую нейронную схему, которая позволяет животным воспринимать и интегрировать сигналы окружающей среды для запуска защитного поведения. Результаты указывают на новое направление для разработки методов лечения слуховых галлюцинаций у пациентов с шизофренией.
Исследование под руководством профессора Хэ Цзюфана и доктора Чэнь Си показало, как передняя поясная кора (ACC) и слуховая кора (ACx) совместно помогают мышам повысить выживаемость при приближении опасности. Работа опубликована в журнале Cell Reports.
Нейронный механизм поведения побега
В природе заметные сигналы среды (например, поток воздуха), за которыми следуют необычные звуки, могут означать приближение хищника. Чтобы ускорить реакцию, животные должны быстро интегрировать эти сигналы.
Предыдущие исследования показали, что звук высокой интенсивности может вызывать врождённое поведение побега. В этой работе команда использовала лёгкий воздушный поток (air-puffing) перед звуком, чтобы смоделировать сигнал об опасности. С помощью анатомических, физиологических, оптогенетических и хемогенетических методов учёные изучили, как схема ACC-ACx контролирует поведение побега у мышей.
В экспериментах измеряли скорость бега мышей в ответ на воздушный поток и звуки разной интенсивности, а также фиксировали изменение размера зрачка и активность мозга с помощью фибер-фотометрии и внеклеточной записи.
Результаты экспериментов
- Воздушный поток усиливает поведение побега, вызванное звуком. Даже слабый воздушный поток, предшествующий звуку, заставлял мышей бежать быстрее.
- Передняя поясная кора кодирует информацию о воздушном потоке и усиливает слуховой ответ через свою проекцию в слуховую кору, облегчая поведение побега. Подавление активности ACC или её проекций в ACx нейтрализует этот облегчающий эффект.
Исследование показало, что префронтальная область мозга (отвечающая за когнитивные функции, такие как внимание и предвосхищение событий) может усиливать активность слуховой коры у мышей, что является новым взглядом на нисходящую модуляцию сенсорных систем.
Возможное применение для лечения слуховых галлюцинаций
Как отметил профессор Хэ, патологическая гиперактивность передней поясной коры может вызвать гиперактивное состояние слуховой системы, приводящее к слуховым галлюцинациям.
«Это исследование предполагает, что подавление гиперактивности передней поясной коры может помочь минимизировать слуховые галлюцинации, что даёт новое направление для разработки лечения пациентов с шизофренией», — сказал профессор Хэ.
Для понимания механизмов проекции ACC на сенсорные коры и их связи с патологическими состояниями необходимы дальнейшие исследования.