Выявлены клетки мозга, тонко настроенные на разочарование
В мозге мышей выявлены клетки, тонко настроенные на разочарование — они активируются, когда реальность не оправдывает ожиданий. Открытие, о котором сообщает Current Biology, поможет в разработке новых методов лечения депрессии и зависимостей.
«Когда мы имеем дело с нейропсихиатрическим заболеванием, нужно знать, какие "ручки повернуть", чтобы все исправить. Допустим, мы знаем, что при депрессии страдает определенный тип клеток. Значит, можно разработать лекарства, которые будут воздействовать именно на него, избегая влияния на другие», — объясняет нейробиолог Эмили Сильвестрак из Орегонского университета, руководившая исследованием.
В центре внимания авторов оказался поводок эпиталамуса, а точнее — его латеральное ядро (lateral habenula — LHb). Известно, что это область, скрытая глубоко в мозге, активизируется в ответ на неожиданные негативные события: незаслуженное наказание или отмену привычного вознаграждения — этакий «центр антивознаграждения».
Ученые взялись уточнить, какие именно нейроны тут задействованы. «Мы пытаемся понять, как разные типы клеток соотносятся с конкретными формами поведения. Наша новая работа описывает тип клеток, который, как мы полагаем, выполняет в системе вознаграждения вполне определенную задачу», — говорит исследовательница.
Эти нейроны она обнаружила случайно в других экспериментах. Их активность усиливалась всякий раз, когда мышь, ожидавшая вознаграждение, проверяла его наличие и оставалась ни с чем.
Мыши и их обманутые ожидания
Это наблюдение решили проверить. Мышей приучили, что в специальных отверстиях с датчиком они могут полакомиться подслащенной водичкой. Когда они привыкли к угощению, его количество стали уменьшать или не давали вовсе. В ответ нейроны LHbTac1 не просто активировались — амплитуда сигнала зависела от степени разочарования. Иными словами, исследователи могли определить, сколько сахарной воды получило животное, просто оценив силу нервного ответа.
«Это как если бы вы могли записывать активность своих нейронов и понять, дали ли вам одну, две или три конфетки, когда вы рассчитывали на пять, — сравнивает Сильвестрак. — Активность этих клеток настолько точно отражает разницу между ожидаемым и реальным исходом, что она буквально работает как измеритель разочарования».
Активность LHbTac1 проверили в других неблагоприятных ситуациях — например, когда мыши внезапно сталкивались со струей воздуха. Нейроны оставались относительно спокойными — то есть это не просто «детекторы негатива».
Получается, эти клетки настроены на конкретный вид негативного опыта — когда ожидаемая награда оказывается меньше, чем предполагалось. И эта специфичность важна для обучения, убеждена аспирантка лаборатории Сильвестрак Кана Судзуки, первый автор статьи.
«Мы не можем воспринимать и интерпретировать все неблагоприятные ситуации одинаково — ведь можно представить себе разные виды негатива, которые требуют различных поведенческих реакций», — объясняет она.
На том и зиждется обучение — и прогнозирование как адаптивная реакция.
«Каждый день мы принимаем решения, и наш мозг вычисляет, как добиваться желаемого (например, награды) и избегать нежелательного (например, наказания), — продолжает Судзуки. — В следующий раз, когда вам нужно будет принять решение или выбрать другой путь, вы неизбежно воспользуетесь историей своих успехов и неудач».
Что дальше
Наш мозг — это цикличная предсказывающая машина, и оценка своих ошибок через их неприятные последствия помогает скорректировать поведение, чтобы повысить шансы на успех в будущем, добавляет Сильвестрак.
Но эти когнитивные процессы могут нарушаться при нейропсихиатрических расстройствах. Нейробиологи намерены перейти от пассивного подслушивания нейронной активности к управлению этими «разговорами». Подавляя или модифицируя работу этих нейронов в аналогичных экспериментах с поиском награды, они надеются понять, как конкретные типы клеток направляют здоровое поведение, направленное на получение награды, и как их дисфункция приводит к таким состояниям, как зависимость и депрессия.
«Наша работа — лишь один эпизод из жизни клеток, которые, как мы считаем, кодируют нечто очень конкретное, связанное с вознаграждением. И мы видим большие перспективы в понимании роли разных типов клеток как в здоровой работе мозга, так и при заболеваниях», — заключила исследовательница.
