Почему пережитая травма усиливает стресс в будущем

Исследователи из Медицинской школы Икана на горе Синай обнаружили в переднем гипоталамусе (ПГ) нейронную цепь, о которой раньше не знали. Она определяет, как пережитая травма подготавливает мозг к повышенной реакции на стресс.

Исследование с использованием методов визуализации всего мозга, опубликованное в Nature, показало, что этот глубинный подкорковый узел действует как биологический «регулятор громкости», отслеживая степень негативности пережитого опыта и повышая чувствительность сетей, отвечающих за реакцию на угрозу. Подавление связи между миндалевидным телом и аффективным узлом предотвращало усиление реакции на последующую травму после предыдущего стресса.

Ключевые факты:

Механизм «регулятора громкости»: переднее гипоталамическое ядро (ПГИ) напрямую регулирует интенсивность стресса у мышей; повышение активности ПГИ усиливало защитные реакции на травму, а снижение активности — ослабляло.

Беспристрастный скрининг всего мозга: исследователи изучили весь мозг мышей, не ограничиваясь традиционными центрами стресса, такими как миндалевидное тело и гиппокамп, и обнаружили, что ПГИ действует как центральный интегратор накопленного стресса.

Разорвать порочный круг травмы: подавление активности определенного аксонального пути, соединяющего миндалевидное тело с атоническим ядром, полностью предотвратило усиление реакции мозга на будущие угрозы в результате пережитого стресса.

Источник: Mount Sinai Health System

Пережитые в раннем детстве невзгоды или психологические травмы во взрослом возрасте коренным образом меняют нейробиологию человека. Врачи давно заметили, что люди, пережившие сильный стресс, более подвержены психическим расстройствам, таким как посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР), генерализованное тревожное расстройство и большое депрессивное расстройство, которые могут развиться после воздействия стрессовых факторов.

Тем не менее нейробиологи до сих пор не могут ответить на важный вопрос: как именно мозг млекопитающих запоминает пережитые трудности и использует эту память, чтобы усилить физиологическую реакцию на следующее стрессовое событие?

На протяжении десятилетий поиск ответов в основном ограничивался изучением канонической тройки взаимосвязанных структур: базолатеральной миндалины (обработка информации об угрозах), гиппокампа (контекстуальная память) и медиальной префронтальной коры (исполнительная регуляция).

Исследование, проведенное нейробиологами из Медицинской школы Икана на горе Синай, показало, что критически важный недостающий элемент этой головоломки находится глубоко в подкорковом ядре.

Исследование, опубликованное в Nature, показывает, что переднее ядро гипоталамуса (ПЯГ), область, которую исторически относили к базовым гомеостатическим и инстинктивным защитным центрам, выступает в роли решающего нейронного узла, определяющего чувствительность к стрессу в будущем на основе пережитых в прошлом трудностей.

«Почему у одних людей в ответ на стресс развиваются тяжелые психические расстройства, а у других — нет? Одним из известных факторов риска повышенной чувствительности к стрессу является пережитый ранее стресс, например неблагоприятные события в раннем детстве или травматический стресс во взрослом возрасте. Однако на биологическом уровне мы до сих пор не до конца понимаем, почему так происходит», — сказал ведущий автор исследования, доктор философии Закари Пеннингтон, который руководил работой в качестве постдока в лаборатории Цая в больнице Маунт-Синай, а сейчас является доцентом кафедры психологии в Центре здоровья мозга имени Джавада Мовафагяна при Университете Британской Колумбии.

«Мы выявили в мозге мышей новый механизм, который способствует повышению чувствительности к стрессу после пережитого стресса», — пояснил доктор Пеннингтон.

«Хотя нам еще предстоит определить, как этот механизм влияет на чувствительность к стрессу у людей, мы воодушевлены перспективой найти способы воздействия на этот механизм для облегчения симптомов таких состояний, как посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР)».

Непредвзятый поиск по всему мозгу

Вместо того чтобы сосредотачиваться на традиционных областях-кандидатах, старший автор исследования Дениз Кай, доктор философии, доцент кафедры нейробиологии и содиректор Центра интегративной системной нейробиологии и вычислений в медицинском центре «Икан Маунт Синай», применила стратегию непредвзятого картирования всего мозга.

«Обычно мы ищем последствия стресса в таких известных областях мозга, как миндалевидное тело, гиппокамп и префронтальная кора. Но Зак хотел знать, что мы могли упустить, поэтому он применил непредвзятый подход и изучил весь мозг», — сказал доктор Цай.

«Передний гипоталамус стал для нас настоящим сюрпризом. Эта область традиционно изучалась с точки зрения регуляции основных функций организма и защитного поведения. Мы не ожидали, что она хранит память о предшествующем стрессе и помогает определить, насколько сильно мозг отреагирует на следующее стрессовое событие».

Чтобы наблюдать за работой этого глубинного узла в режиме реального времени, команда прикрепила к головам мышей миниатюрные флуоресцентные микроскопы (минископы) для регистрации динамики кальция в отдельных нейронах у свободно перемещающихся мышей, подвергавшихся воздействию разной валентности и интенсивности.

Визуализация in vivo показала, что ансамбли нейронов вентрального отдела среднего мозга точно кодируют негативный эмоциональный фон, связанный с неприятным событием. У животных, ранее подвергавшихся стрессу, нейроны вентрального отдела среднего мозга проявляли выраженную гипервозбудимость. В то же время вентральный отдел среднего мозга установил плотную, гиперсинхронизированную функциональную связь с более широким контуром стресса, тесно взаимодействуя с миндалевидным телом, гиппокампом и медиальной префронтальной корой.

Ось миндалевидного тела и атонического ядра гипоталамуса контролирует чувствительность к стрессу

Важно отметить, что атоническое ядро гипоталамуса не просто пассивно реагировало на угрозу, а активно управляло поведенческими реакциями. Оптогенетические и хемогенетические манипуляции продемонстрировали двунаправленный контроль над стрессовым поведением:

Усиление: повышение активности клеток атонического ядра гипоталамуса напрямую усиливало страх и защитные реакции в ответ на незначительные стрессовые факторы.

Подавление: подавление нейронной активности атонического ядра гипоталамуса снижало защитные реакции животного, уменьшая травматические стрессовые реакции.

Разделение сигналов о травме: в частности, избирательное подавление нейронной проекции, передающей сигналы об угрозе из миндалевидного тела в переднюю часть поясной извилины, устранило сенсибилизирующий эффект прошлого стресса, не позволив предыдущей травме усилить реакцию мыши на предстоящую угрозу.

«Больше всего меня удивило, какое влияние может оказывать такой маленький участок мозга. Увеличивая или уменьшая его активность, мы могли повышать или понижать реакцию животных на стресс. Он действовал почти как регулятор громкости, усиливая или ослабляя воздействие угрожающих факторов», — отметила доктор Цай.

Открытие новых терапевтических мишеней для лечения посттравматического стрессового расстройства

Понимание того, как пережитые в прошлом невзгоды влияют на чувствительность к стрессу в будущем, необходимо для разработки методов лечения, выходящих за рамки устранения симптомов. Доказав, что связь между миндалевидным телом и атоническим нейроном отвечает за формирование уязвимости в будущем, исследователи открыли совершенно новую биологическую мишень для терапевтического вмешательства.

«Если мы хотим более эффективно лечить расстройства, связанные со стрессом, мы не можем ограничиваться уже известными нам областями мозга, — подчеркнула доктор Цай. — Непредвзятый подход к исследованиям может привести к открытию совершенно новых нейронных цепей и новых областей, на которые можно воздействовать. Это исследование дает нам неожиданную возможность понять, как травмы и невзгоды оставляют неизгладимый след в мозге».

Хотя для проведения клинических испытаний на людях потребуются дальнейшие исследования и неинвазивное картирование нейронных цепей, это открытие проливает свет на динамические нейропластические изменения, лежащие в основе устойчивости и уязвимости.

«Мы все почти ежедневно испытываем стресс, и иногда мы лучше подготовлены к тому, чтобы справляться с ним, чем другие, — добавил доктор Пеннингтон. — Иногда мы просто не обращаем внимания на стрессовые факторы, а иногда они поглощают все наше время. Понимание этих колебаний имеет фундаментальное значение для огромной части нашей жизни».

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.com

Комментарии: