Бесчисленные исследования показали, что воздействие военных действий, жестокого обращения и других травмирующих событий в раннем возрасте значительно повышает риск ухудшения здоровья, социальных проблем и психических расстройств в более позднем возрасте. Однако, новое исследование ученых из Института Вейцмана, опубликованное в журнале Science Advances, дает повод для оптимизма. В ходе исследования, проведенного на мышах, команда под руководством профессора Алона Чена обнаружила механизмы работы мозга, которые нарушаются в результате воздействия травмы в младенчестве, и показала, что эти изменения могут быть обратимы, если их лечить на ранних стадиях.
Наш мозг обладает удивительным свойством, известным как пластичность, - способностью меняться на протяжении всей жизни. Как и следовало ожидать, в раннем возрасте, когда мозг еще только развивается, его пластичность достигает пика. Это проявляется, например, в способности к изучению языков, но также в повышенной чувствительности к травмирующим событиям, которые могут оставить шрам, усиливающийся с возрастом. Многие исследования подтверждают последний эффект, но очень мало известно о том, как воздействие травмы в раннем возрасте влияет на различные типы клеток мозга и связь между ними в зрелом возрасте.
Лаборатория Чена в отделении наук о мозге Вейцмана занимается изучением молекулярных и поведенческих аспектов реакции на стресс. В предыдущих исследованиях команда Чена изучала, как стресс во время беременности влияет на потомство мышей, когда они достигают зрелости. В нынешнем исследовании ученые под руководством доктора Арона Коса изучали, как травма, полученная вскоре после рождения, влияет на детенышей мышей в дальнейшем. Чтобы углубить понимание этой темы, исследователи объединили сильные стороны лаборатории Чена: его опыт в изучении молекулярных процессов мозга с максимально возможным разрешением, используя генетическое секвенирование на уровне отдельных клеток; способность использовать камеры для отслеживания десятков поведенческих переменных в богатой социальной среде, воссоздающей естественные условия жизни; и способность обрабатывать огромное количество данных, генерируемых в этой среде, с помощью машинного обучения и инструментов искусственного интеллекта.
Всестороннее картирование поведения показало, что мыши, подвергшиеся после рождения травмирующему событию - в данном случае пренебрежению со стороны матери, - демонстрировали разнообразное поведение, указывающее на то, что они оказались в нижней части иерархии доминирования. "Эквивалентное поведение у людей может включать высокий уровень интроверсии, социальную тревожность и избегающий тип личности, которые, как известно, характерны для посттравматического периода", - говорит доктор Хуан Пабло Лопес, бывший научный сотрудник в совместной лаборатории Чена в Вейцмане и Институте психиатрии Макса Планка в Мюнхене, а сегодня возглавляющий исследовательскую группу в отделении неврологии Каролинского института в Стокгольме.
На следующем этапе исследования ученые подвергли взрослых мышей, переживших травму в младенчестве, стрессовой социальной ситуации: травле со стороны других мышей. В итоге было создано четыре группы взрослых мышей: те, которые не подвергались никакой травме; те, которые не подвергались травме в младенчестве, но подвергались травле во взрослом возрасте; мыши, которые подвергались травме только в младенчестве; и мыши, которые подвергались и травме в младенчестве, и травле во взрослом возрасте. Чтобы выяснить, как ранняя травма нарушает работу мозга и что происходит в результате этого во взрослом возрасте, исследователи провели тщательное сравнение четырех групп, используя секвенирование РНК на уровне одной клетки в гиппокампе - области мозга, играющей важную роль в социальном функционировании. Сравнение показало, что ранняя травма наложила отпечаток на разные типы клеток, в первую очередь повлияв на экспрессию генов в двух субпопуляциях нейронов - тех, что относятся к глутаматергической возбуждающей системе, и тех, что относятся к тормозной системе ГАМК. Этот эффект был особенно сильным у мышей, которые подвергались как травмам в младенчестве, так и травле во взрослом возрасте.
Клетки мозга общаются друг с другом с помощью электрических сигналов, которые могут быть возбуждающими, то есть стимулирующими, или тормозящими. Возбуждающий сигнал способствует общению между клетками мозга, в то время как тормозной сигнал подавляет его, подобно педалям газа и тормоза в автомобиле. Для нормального функционирования мозга необходим баланс между возбуждающими и тормозными сигналами, который отсутствует при многих психических расстройствах. Одним из способов оценки электрической активности мозга и баланса между возбуждающими и тормозными сигналами являются электрофизиологические измерения. Такие измерения, проведенные в гиппокампе мышей доктором Жюльеном Дином, бывшим штатным научным сотрудником Института Вейцмана, а ныне фармацевтическим электрофизиологом, подтвердили результаты молекулярных исследований: воздействие травмы в раннем детстве нарушает баланс между возбуждающими и тормозными сигналами во взрослом возрасте.
Обнаружив механизм мозга, который нарушается во взрослом возрасте в результате ранней травмы, и определив его как дисбаланс между возбуждающими и тормозными сигналами, исследователи попытались найти способ его исправить. Во время короткого курса лечения вскоре после ранней травмы они давали мышам хорошо известный противотревожный препарат, который воздействует на тормозную систему ГАМК. Этот короткий курс лечения привел к результатам, которые были просто ошеломляющими: мыши, прошедшие курс лечения, смогли полностью или почти полностью избежать поведенческого будущего, которое их ожидало, и больше не находились у подножия социальной лестницы. "Понимание молекулярных и функциональных механизмов позволило нам нейтрализовать негативное поведенческое воздействие травмы с помощью препарата, вводимого вскоре после воздействия травмирующего инцидента", - объясняет Кос. "Это, конечно, не должно рассматриваться как рекомендация лечить молодых пациентов с травмами с помощью лекарств, но наши результаты подчеркивают важность раннего лечения для успешной реабилитации".
Интенсивный, постоянный стресс в любом возрасте может способствовать развитию заболеваний - от психических расстройств до ожирения и диабета. Но в первые годы жизни - а также в утробе матери - такой стресс может иметь драматические последствия. "Войны, беспрецедентный глобальный кризис беженцев, вызванный, в частности, изменением климата, а также растущее понимание долгосрочного вреда от воздействия войны и насилия в раннем возрасте - все это подчеркивает необходимость улучшения возможностей реабилитации", - говорит Чен. Наше новое исследование выявило ключевой механизм мозга, который особенно чувствителен к детским травмам". Но самое интересное - это перспектива использовать пластичность молодого мозга, чтобы помочь ему восстановиться и избежать последствий травмы во взрослом возрасте".
Научный институт Вейцмана, Пер.: PSYCHOL-OK.RU
