Исследователи из Университета Торонто (Канада) и Университета Кюсю (Япония) обнаружили, что увеличение образования нейронов и последующая перестройка нейронных цепей в гиппокампе с помощью физических упражнений или генетических манипуляций помогает мышам забыть травматические или связанные с наркотиками воспоминания. Результаты исследования, о которых сообщается в журнале Molecular Psychiatry, могут предложить новый подход к лечению таких психических заболеваний, как посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) или наркотическая зависимость.
ПТСР - это психическое расстройство, которое может быть спровоцировано пережитым или увиденным травматическим событием, таким как стихийное бедствие, серьезная авария или нападение. В мире около 3,9% населения страдают ПТСР, симптомы которого включают яркие воспоминания и поведение избегания, например, отход от места или отталкивание людей, напоминающих о травмирующем событии. В настоящее время ПТСР часто лечится с помощью терапии или лекарств, таких как антидепрессанты, но поскольку многие люди не реагируют на них эффективно, исследователи продолжают искать различные методы лечения.
В этом исследовании на мышах доцент Рисако Фудзикава с факультета фармацевтических наук Университета Кюсю, ее бывший руководитель профессор Пол Франкленд из Университета Торонто и члены их команды, включая Адама Рамсарана, сосредоточились на том, как нейрогенез - процесс образования новых нейронов - в гиппокампе влияет на способность забывать воспоминания о страхе. Гиппокамп, область мозга, важная для формирования воспоминаний, связанных с определенными местами и контекстами, ежедневно производит новые нейроны в области, называемой зубчатой извилиной.
“Нейрогенез важен для формирования новых воспоминаний, но также и для их забывания. Мы думаем, что это происходит потому, что, когда новые нейроны интегрируются в нейронные цепи, образуются новые связи, а старые связи теряются, нарушая способность вспоминать воспоминания”, - объясняет Фудзикава. “Мы хотели узнать, может ли этот процесс помочь мышам забыть и более сильные, травмирующие воспоминания”.
Исследователи дали мышам два сильных удара током в разных условиях. Сначала мышей били током после того, как они покидали ярко освещенную белую коробку и попадали в темный отсек с запахом этанола. После второго шока в другой обстановке мыши продемонстрировали поведение, подобное ПТСР. Спустя месяц мыши все еще испытывали страх и не решались войти в первоначальный темный отсек, что свидетельствовало о том, что они не могли забыть травмирующее воспоминание. Этот страх распространялся и на другие темные отсеки, демонстрируя генерализованный страх. Кроме того, мыши меньше исследовали открытые пространства и избегали центра, что говорит о тревожности.
Затем исследователи выяснили, можно ли облегчить это поведение, похожее на ПТСР, с помощью физических упражнений, которые, как показали исследования, способствуют нейрогенезу. Мышей с двойным шоком разделили на две группы, и одной из них предоставили беговое колесо. Через четыре недели у этих мышей в гиппокампе увеличилось количество новообразованных нейронов, и, что важно, поведение, похожее на ПТСР, было менее выраженным, чем у мышей с двойным шоком без доступа к колесу.
Более того, когда перед вторым шоком мышам давали возможность заниматься спортом, это также предотвращало развитие некоторых видов ПТСР-подобного поведения.
Однако, поскольку физические упражнения влияют на мозг и тело по-разному, было неясно, обусловлен ли их эффект перестройкой гиппокампа в результате нейрогенеза или другими факторами. Поэтому исследователи использовали два различных генетических подхода для оценки влияния интеграции новорожденных нейронов в гиппокамп.
Во-первых, исследователи использовали технику, называемую оптогенетикой, когда они добавляли светочувствительные белки к новообразованным нейронам в зубчатой извилине, что позволяло активировать нейроны светом. Когда они светили на эти клетки синим светом, новые нейроны созревали быстрее. Через 14 дней нейроны стали длиннее, у них появилось больше отростков, и они быстрее интегрировались в нейронные цепи гиппокампа.
Во втором случае команда исследователей с помощью генной инженерии удалила из новообразованных нейронов белок, который замедляет рост нейронов. Это также привело к ускорению роста нейронов и их более активному включению в нейронные цепи.
Оба этих генетических подхода уменьшили симптомы ПТСР у мышей после двойного шока и сократили время, необходимое для того, чтобы мыши забыли о страхе. Однако исследователи обнаружили, что эффект был слабее, чем в случае с физическими упражнениями, и не снижал уровень тревожности мышей.
“Возможно, нейрогенез и перестройка цепей гиппокампа нарушают память о страхе, но не так сильно влияют на настроение или эмоции. Упражнения также оказывают более широкое физиологическое воздействие, что может способствовать более сильным результатам”, - предполагает Фудзикава.
Наконец, команда исследователей изучила, может ли усиление нейрогенеза и перестройка гиппокампа помочь и при других психических расстройствах, где память играет важную роль, например, при расстройствах, связанных с употреблением наркотиков. У людей, страдающих наркотической зависимостью, рецидивы часто случаются, когда напоминания, например, о том, что они находятся в похожей обстановке, где употреблялся наркотик, вызывают сильную тягу к нему.
Исследователи поместили мышей в клетку с двумя комнатами. В одной комнате мышам давали физиологический раствор, а в другой - К. После этого, когда мышам был предоставлен свободный доступ в обе комнаты, они проводили больше времени в той комнате, в которой получали К.
Однако, когда исследователи использовали физические упражнения и генетические методы для ускорения нейрогенеза и ремоделирования гиппокампа, они обнаружили, что мыши перестали отдавать предпочтение комнате, где им давали К., что говорит о том, что мыши забыли о связи между комнатой и наркотиком.
В будущем Рисако планирует найти препарат, способный стимулировать нейрогенез или ремоделирование гиппокампа, в надежде, что его можно будет испытать в качестве потенциального средства для лечения посттравматического стрессового расстройства и наркозависимости. Однако она также подчеркнула важность физических упражнений.
“В наших экспериментах физические упражнения оказывали самое сильное воздействие на уменьшение симптомов посттравматического стрессового расстройства и наркотической зависимости у мышей, и клинические исследования на людях также показывают, что они эффективны. Я думаю, это самый важный вывод”, - говорит Рисако.
Университет Кюсю, Пер.: PSYCHOL-OK.RU
