В мозге мышей нашли нейронные контуры агрессии и самоповреждения

Исследователи из США обнаружили, что нейроны соединяющего ядра таламуса (nucleus reuniens) в мозге мышей управляют агрессивным и самоповреждающим поведением. Стимуляция этих нейронов или детская травма в прошлом усиливали агрессию и аутоагрессию и повышали чувствительность к боли. А ингибирование активности этих нейронов у мышей с детской травмой, напротив, снижало и то, и другое. Чтобы вызвать агрессию, нейроны таламуса передавали сигнал в гиппокамп, а оттуда — в гипоталамус. Для самоповреждения был другой путь — через гиппокамп в миндалевидное тело. Результаты исследования опубликованы в Science Advances.

Повышенная агрессия и аутоагрессия нередко сопровождают друг друга: некоторые исследования показывают, что люди, которые получали медицинскую помощь в связи с самоповреждением, зачастую более склонны к агрессии и чаще совершают насильственные преступления. Такое поведение нередко связано и с детской травмой — например, разлукой с матерью или другим основным опекуном в раннем детстве — или перенесенным насилием. Тем не менее, нейронные механизмы, лежащие в основе агрессии и аутоагрессии, не ясны.

Исследования показывают, что активность кальциевых каналов L-типа (LTCC) в нейронах мозга связана с агрессивным поведением и с психическими расстройствами. Когда мышам вводят вещества, активирующие LTCC, они начинают себя кусать, а в нескольких областях их мозга активируются нейроны, связанные с эмоциональной регуляцией. Пациенты с психическими расстройствами реже прибегают к самоповреждению и реже оказываются госпитализированы, если им вводят ингибиторы LTCC. А блокаторы кальциевых каналов, проникающие в мозг, снижают риск возникновения этих расстройств.

Ученые из Института биомедицинских исследований Фралина во главе с Джейн Юнг (Jane Jung) предположили, что неблагоприятные события в раннем возрасте усиливают агрессию и самоповреждение именно через изменение работы кальциевых каналов в мозге или в отдельных его частях. Чтобы это проверить, а также определить механизмы, ответственные за развитие агрессии и аутоагрессии, они провели серию экспериментов на мышах с детской травмой и без нее. Грызуны без травмы становились агрессивнее, когда им под кожу вводили агонист LTCC (вещество Bay K). Повышалась и их чувствительность к боли — мыши сильнее одергивали лапу, когда ее стимулировали с помощью нитей фон Фрея или горячей пластины. Начиная с восьми миллиграммов Bay K на килограмм массы тела мыши начинали кусать себя и не прекращали это делать, даже если им предлагали другие предметы для кусания и еду или предоставляли сородичей, с которыми можно повзаимодействовать. Однако если до введения Bay K мышам вводили препараты, уменьшающие боль, например, карпрофен или габапентин, аутоагрессия значительно снижалась.

Исследователи также обнаружили, что самоповреждающее и агрессивное поведение вызывает избирательная активация LTCC в глутаматергических возбуждающих нейронах в соединяющем ядре таламуса, но не в других областях мозга. Агрессия и аутоагрессия усиливались, когда Bay K вводили непосредственно в область соединяющего ядра, и снижались, когда в ту же область вводили антагонисты LTCC.

Чтобы изучить влияние детской травмы на активность LTCC и агрессию, ученые вырастили группу мышей, которых на третий день после рождения отлучили от матери на сутки. Повзрослев, такие грызуны были агрессивнее мышей из контрольной группы еще до введения Bay K, а аутоагрессию провоцировали вдвое меньшие дозы. Глутаматергические нейроны соединяющего ядра таламуса у травмированных мышей во время социальных контактов активировались не так, как у контрольных. У мышей без травмы наблюдался резкий пик активности этих нейронов во время первого социального контакта с незнакомцем, а затем активность подавлялась. Нейроны травмированных мышей, напротив, слабо активировались при первой встрече, однако во время дальнейших социальных действий их активность возрастала и оставалась высокой еще какое-то время.

Далее ученые визуализировали синаптические мишени глутаматергических нейронов соединяющего ядра. Часть из них проецировалась в область вентрального гиппокампа, а часть — в медиальную префронтальную кору. Однако агрессия и самоповреждение усиливались только после стимуляции нейронов, проецирующихся в гиппокамп. Из гиппокампа сигналы отправлялись в гипоталамус и в миндалевидное тело. Первый путь влиял на агрессию, а второй — на чувствительность к боли и аутоагрессию.

Авторы пришли к выводу, что травматический опыт в детстве изменяет активность кальциевых каналов L-типа в возбуждающих нейронах соединяющего ядра таламуса, и эти нейроны отправляют сигнал в гипоталамус и миндалевидное тело, что приводит к усилению агрессии и самоповреждения. Они предположили, что этот эффект связан с повышением чувствительности к боли: и агрессия, и аутоагрессия могут быть неадаптивной реакцией на нее.

Детские травмы не только приводят к поведенческим нарушениям во взрослом возрасте, но и повышают риск развития депрессии и психических расстройств. А еще ученые выяснили, что люди, пережившие травмирующий опыт в детстве, получают больше удовольствия от морфина.