Нейронауки в ведущих журналах. Обзор 3: воспалительная природа депрессии и общение, борющееся с зависимостью

Мы продолжаем добрую традицию кратких рассказов о последних новостях нейрона из ведущих журналов. Представляем вашему вниманию обзор некоторых статей из свежих номеров журналов Neuron и Nature Neuroscience.

Социальные взаимодействия в борьбе с зависимостями

Ученые уже давно пытаются найти средства против всевозможных зависимостей на крысиных моделях и, надо признать, довольно-таки безуспешно. Одна из причин заключается в том, что исследователи, ставящие однотипные эксперименты на крысах, не учитывают один очень важный фактор, который всегда играет роль в развитии зависимостей у людей – социальные взаимодействия.

Авторы публикации в Nature Neuroscience ставили перед крысами выбор между наркотиками и задушевным общением с собратьями. В выборку были включены животные разного пола, пристрастившиеся к разным наркотикам, к различным их дозам, с различной физической формой, наличием близкого социального окружения («друзей и приятелей»), периодом воздержания перед очередной дозой и скоростью развития привыкания. Удивительное дело, но оказалось, что социальное общение предотвращает развитие зависимостей!

Оказалось, что, если крыса была социально активна и в связи с этим не принимала наркотик, то в случае метамфетамина «ломки» вообще не наступало.  Защитный эффект общения против развития устойчивой наркотической зависимости связывают с особой группой тормозящих нейронов в миндалине, которые экспрессируют белок PKC?, а также с понижением активности передней островковой доли коры головного мозга.

Так что при исследовании биологических аспектов зависимостей нельзя исключать социальный фактор, а лечение зависимостей обязательно должно включать восстановление социализации пациента.

Venniro, M., Zhang, M., Caprioli, D., Hoots, J. K., Golden, S. A., Heins, C., … Shaham, Y. (2018). Volitional social interaction prevents drug addiction in rat models. Nature Neuroscience.

doi:10.1038/s41593-018-0246-6

Нейробиология мочеиспускания

За регуляцию мочеиспускания отвечают и корковые, и подкорковые структуры головного мозга. Ранее связанные с мочеиспусканием нейроны обнаружены в подкорковой структуре, известной как ядро Баррингтона. Однако, оставалось совершенно непонятно, как кора, регулируя произвольное мочеиспускание, взаимодействует с этими самыми подкорковыми нейронами.

Как сообщается в статье в Nature Neuroscience, в пятом слое первичной моторной коры находится особая группа нейронов, которая активируется при обычном мочеиспускании у мышей и чрезмерно возбуждается у самцов, которые метят свою территорию мочой.

Активация этих нейронов с помощью оптогенетики приводила к сокращению мочевого пузыря и началу мочеиспускания, а если эти нейроны искусственно подавлялись, то мочевой пузырь не опорожнялся, и моча задерживалась. Так что в коре тоже имеются особые нейроны, вовлеченные в регуляцию мочеиспускания.

Yao, J., Zhang, Q., Liao, X., Li, Q., Liang, S., Li, X., … Chen, X. (2018). A corticopontine circuit for initiation of urination. Nature Neuroscience.

doi:10.1038/s41593-018-0256-4

Искусство принятия решений

Как мы планируем свои действия? На подсознательном уровне мы перебираем свои воспоминания и прошлый опыт. Так планируют свои действия и другие животные. Однако, совершенно непонятно, какие воспоминания при этом мы игнорируем, а какие принимаем в расчет. Авторы недавней статьи в Nature Neuroscience предложили теорию того, что именно из прошлого опыта мы принимаем во внимание, когда принимаем решения, а какие – нет.

Согласно их модели, гиппокамп первым делом анализирует пространственную обстановку, в которой мы находимся, и пытается найти что-то похожее. Если возникает несколько альтернатив, они упорядочиваются в зависимости от того, насколько большую выгоду они сулят; соответственно, выбирается наиболее привлекательная. Это упорядочивание позволяет примирить необходимость оценивать неизбежность тех или иных действий и привязывать новые хорошие впечатления с уже известными местами.

Таким образом, новая теория связывает ощущение пространства с такими когнитивными процессами, как память и обучение.

Mattar, M. G., & Daw, N. D. (2018). Prioritized memory access explains planning and hippocampal replay. Nature Neuroscience.

doi:10.1038/s41593-018-0232-z

Депрессия как воспалительное заболевание

Вряд ли большинство психиатров об этом знают, но нарушения работы астроцитов и воспаления в нервной ткани лежат в основе большого депрессивного расстройства. Долгое время механизмы этого эффекта были неизвестны. Как сообщается в недавней публикации в Neuron, у мышей, которые подвергались длительному стрессу, понижается экспрессия белка менина.

У астроцитов, лишенных менина, наблюдается повышенная активация транскрипционного фактора NF-?B и образование интерлейкина 1?. Когда мышам одной из линий, для которой характерен депрессивный фенотип, ввели ингибитор NF-?B или антагонист рецепторов интерлейкина 1?, у них восстанавливался нормальный, жизнеутверждающий фенотип.

Кроме того, был обнаружен однонуклеотидный полиморфизм в человеческом гене MEN1, который связан с повышенным риском развития большого депрессивного расстройства. Эта мутация опосредованно приводит к активации NF-?B и образованию интерлейкина 1?. Таким образом, как это ни удивительно, воспалительные процессы могут быть вовлечены в развитие депрессии.

Leng, L., Zhuang, K., Liu, Z., Huang, C., Gao, Y., Chen, G., … Zhang, J. (2018). Menin Deficiency Leads to Depressive-like Behaviors in Mice by Modulating Astrocyte-Mediated Neuroinflammation. Neuron.

doi:10.1016/j.neuron.2018.08.031

Дендритные вычисления

Каждый нейрон в типичном случае имеет длинный отросток – аксон, и короткие отростки – дендриты, которые образуют синапсы в разнообразных комбинациях (в том числе с телом нейрона). Как нейрон интегрирует многочисленные дендритные сигналы и на их основе формирует целостный ответ?

Этим вопросом задались авторы недавней статьи в Neuron, которые, исходя из того, что интеграция сигналов дендритов происходит нелинейно, сумели создать нелинейную статистическую модель для предсказания ответа нейрона. Причем, такой нейрон получает множество сигналов, разнесенных и в пространстве, и во времени, что максимально приближено к реальным условиям.

Модель апробировали на пирамидных клетках L2/3. Если один из дендритных сигналов, поступающих в модель, был нелинейным, точность её предсказания составляла 90%. На двух других типах нейронов были получены схожие результаты. Таким образом, мы имеем модель важнейшего элементарного элемента коры: выходного сигнала нейрона в зависимости от входного.

Ujfalussy, B. B., Makara, J. K., Lengyel, M., & Branco, T. (2018). Global and Multiplexed Dendritic Computations under In Vivo-like Conditions. Neuron, 100(3), 579–592.e5.

doi:10.1016/j.neuron.2018.08.032

Обозреватель: Елизавета Минина

Источник: neuronovosti.ru

Комментарии: