Оптогенетическое исследование нейронов миндалевидного тела подтвердило существование независимых групп клеток, работа которых позволяет связывать сенсорную информацию с позитивными или негативными воспоминаниями. Отчет о работе авторы публикуют в журнале Neuron.

Способность связывать внешние стимулы с позитивными и негативными эмоциями крайне необходима для выживания, недаром связанные с этим нейронные паттерны демонстрируют высокую консервативность и, видимо, схожи у всех млекопитающих. Ключевым участником этого процесса выступает миндалевидное тело, орган лимбической системы мозга, сбои в работе которого ведут к различным расстройствам эмоциональной сферы.

В самом деле, сенсорная информация, поступающая в базально-латеральные ядра миндалевидного тела (BLA), здесь разделяется. Часть нейронов отправляет сигнал дальше в центрально-медиальные области миндалины (CeA), другие соединяются с прилежащим ядром (NAc) – важным элементом системы внутреннего вознаграждения мозга, – а третьи с вентральной частью гиппокампа (vHPC), участвующего в работе памяти. При этом показано, что позитивная окраска стимула связана с работой нейронов, уходящих в прилежащее ядро, негативная – с группой, соединяющейся с центрально-медиальной частью миндалины, а активность клеток, соединяющихся с гиппокампом, влияет на тревожность.

Нейроны базально-латеральных ядер миндалевидного тела. Anna Beyeler, Praneeth Namburi / MIT

Сложность состоит в том, что эти группы нейронов в миндалине анатомически не разделены и тесно сплетаются друг с другом, так что различить их оказалось непросто. Удалось это лишь в прошлом году, и в статье, опубликованной журналом Nature, нейрофизиологи из группы профессора Массачусетского технологического института Кай Тай (Kye Tye) впервые смогли констатировать, что «различные популяции нейронов базально-латеральных ядер миндалины могут быть связаны с формированием пугающих или привлекающих ассоциаций». Эту гипотезу Кай Тай и ее коллеги поддержали и развили в своей новой работе.

Авторы получили линии ГМ-мышей, несущих флуоресцентные метки в трех популяциях нейронов базально-латеральных ядер миндалевидного тела – связанных с центрально-медиальными ядрами (BLA-CeA), с прилежащим ядром (BLA-NAc) и с вентральным гиппокампом (BLA-vHPC). Подопытных животных обучали, создавая ассоциации между двумя видами звуковых стимулов и позитивными (подсахаренной водой) либо негативными (водой с хинином) переживаниями. Предъявляя стимулы повторно, ученые регистрировали активность нейронов разных групп.

Прежде всего, им удалось подтвердить, что подавляющее большинство нейронов группы BLA-NAc проявляют повышенную активность при позитивных, а BLA-CeA – негативных ассоциациях. И наоборот: стимуляция той или иной популяции клеток светом поддерживала позитивное либо негативное подкрепление опыта. Клетки BLA-vHPC, связанные с гиппокампом, возбуждались в обоих случаях.

Впрочем, и «позитивные», и «негативные» группы нейронов оказались весьма гетерогенными; не все из них одинаково срабатывали при предъявлении разных стимулов. Эта гетерогенность, по мнению ученых, нуждается в дальнейшем изучении. Ну а самым интригующим вопросом осталось их тесное соседство и переплетение друг с другом. Возможно, оно служит для координации их активности, однако ответить на этот также еще предстоит.

Автор: Роман Фишман