Негативные воспоминания и вознаграждение

Когда вы ожидаете негативных событий, а этого не происходит, это определенно позитивное чувство. Новое исследование тренировки угасания страха у мышей может подсказать, почему это так происходит. Результаты эксперимента продемонстрировали не только точную популяцию клеток мозга, которая является ключевой для обучения навыкам угасания страха, но и показали что эти же нейроны помогают кодировать чувство вознаграждения.

Способность гасить негативные и устрашающие воспоминания имеет решающее значение для адаптивного контроля над реакциями страха, и ее нарушение является отличительной чертой таких эмоциональных расстройств, как, например, посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР). Считается, что угасание страха происходит, когда животные формируют новую память, замещающую исходные устрашающие воспоминания. Тем не менее, мало что известно о природе, месте формирования и хранения этой новой памяти об угасании страха. В данном исследовании демонстрируется, что для исчезновения страха требуются новые ячейки инграммы памяти, которые формируются и сохраняются в пределах генетически отличной популяции нейронов базолатеральной миндалины (BLA), которая также отвечает за реакции вознаграждения и противодействует нейронам, хранящим информацию пережитого страха. Таким образом, с помощью этих нейронов угасание страха само по себе является вознаграждением. 

В исследовании,  опубликованном в журнале «Neuron» 14 января 2020 г. ученые из Института обучения и памяти Пикоуэра Массачусетского технологического института (MIT) показали, что как воспоминания об угасании страха, так и чувства вознаграждения, кодируются нейронами, которые экспрессируются геном Ppp1r1b в задней части базолатеральной миндалины (pBLA) – области, которая, как известно, наделяет воспоминания ассоциациями (валентностью) с неприятными или вознаграждающими чувствами.

”Мы постоянно живем на балансе положительных и отрицательных эмоций”, – говорит один из исследователей.  “Мы должны сохранять стойкие воспоминания об опасных обстоятельствах, чтобы их избегать. Но если мы постоянно испытываем угрозу, то можем впасть в депрессию. Нам нужен способ вернуть свое эмоциональное состояние к сбалансированному, более позитивному состоянию.”

В одном из предыдущих исследований авторы показали, что Ppp1r1b-экспрессирующие нейроны кодируют положительную валентность и конкурируют с различными Rspo2-экспрессирующими нейронами в pBLA, которые кодируют отрицательную валентность. В новом исследовании соавторы задались целью определить, лежит ли этот конкурентный баланс также в основе страха и его угасания.

При угасании страха исходное воспоминание о нем, как полагают, перезаписывается новым воспоминанием, которое не воспринимается больше пугающим. Мышей подвергали воздействию низких температур в камере, и при замерзании у животных формировались пугающие воспоминания о камере.  Но в последующем, когда мышей возвращали в ту же камеру на более длительный период времени без каких-либо дополнительных неприятных воздействий, их страх постепенно рассеивался; такой способ называется тренировкой угасания страха. Таким образом, основной вопрос заключается в том, утрачивается ли воспоминание о страхе полностью, или оно просто подавляется формированием новой памяти во время тренировки угасания страха.

В то время как мыши проходили обучение угасанию страха, ученые наблюдали за активностью различных нейронных популяций в pBLA. Они увидели, что гены Ppp1r1b были более активными, а гены Rspo2-менее активными у мышей во время тренировки угасания страха. Они также увидели, что в то время как гены Rspo2 были в основном активированы страх-вызывающими триггерами и были ингибированы во время тренировки угасания страха, гены Ppp1r1b были активированы во время вышеуказанной тренировки. Эти и другие эксперименты позволили предположить, что гипотетическая память об исчезновении страха может быть сформирована в популяции нейронов Ppp1r1b, и команда авторов продемонстрировала это, пометив данные нейроны с помощью светочувствительного белка (channelrhodopsin). Когда данные нейроны были активированы синим лазерным лучом во время тренировки по угасанию страха, это усилило и ускорило угасание. И напротив, когда нейроны данной популяции были ингибированы другим оптогенетическим методом, угасание страха было нарушено, потому что нейроны «памяти страха» популяции Rspo2 одерживали первенство.

Таким образом, можно предположить, что поведенческий результат обучения угасанию страха определяется не только долей нейронов BLA, активированных угасанием, но и уровнем активации и ингибирования двух взаимно антагонистических популяций нейронов Rspo2 + и Ppp1r1b +, которые генетически предопределены для поддержки баланса негативных и положительное валентностей. Во время изучения феномена вымирания страха, оказалось, что его угасание не является полным, и поэтому некоторые нейроны Rspo2 + могут вновь активироваться условными сигналами, но они по своей природе не способны управлять обучением угасанию страха. Также исследование показывает, что исчезновение страха связано с новым обучением, а не с потерей первоначальной памяти о страхе. Поскольку авторами ранее было показано, что нейроны Ppp1r1b активируются вознаграждениями и стимулируют аппетит и память, команда последовательно отслеживала активность клеток Ppp1r1b у мышей, которые получали награду в виде воды и еды. Активация нейронов, отвечающих за угасание страха и нейронов, реагирующих на естественное вознаграждение (в данном эксперименте – вода и еда) значительно перекрывается в BLA. Кроме того, эти два нейрональных подмножества взаимозаменяемы при реакциях вознаграждения и угасания страха. Таким образом, угасание страха является вновь сформированной реакцией вознаграждения и, следовательно, обеспечивает нейробиологическую основу для широко распространенного опыта в повседневной жизни: отсутствие ожидаемого наказания-это награда.

Установив эту тесную связь между исчезновением страха и вознаграждением, а также идентифицировав генетически определенную популяцию нейронов (Ppp1r1b), которая играет решающую роль в исчезновении страха, это исследование обеспечивает потенциальные терапевтические цели для лечения расстройств страха, таких как посттравматическое стрессовое расстройство и генерализованное тревожное расстройство, – заявляют авторы. 

Автор перевода: Шайдеггер Ю.