Вересень 18, 2017
Норадреналін - це гормон та нейромедіатор, який готує наші органи та розум до дії. В організмі це включає функції симпатичної нервової системи, такі як збільшення частоти серцевих скорочень, артеріального тиску та припливу крові до м’язів. В мозок, норадреналін допомагає нам бути пильними та зосереджувати свою увагу, але також важливі для емоційного навчання, особливо коли це стосується страх і тривожність. Хоча вчені давно вважають, що всі норадренергічні нейрони в locus coeruleus надсилати ті самі сигнали до решти мозку через єдину, однорідну популяцію клітин, щось не додалося команді RIKEN.
Як пояснює керівник команди Джошуа Йохансен, „локус коерлеус функціонує в багатьох поведінках, зокрема емоційне навчання і когнітивна та поведінкова гнучкість. Ми дивувались, як однорідна система може регулювати ці, здавалося б, протилежні аспекти поведінки. Дивно, але відповідь полягала в тому, що система не є однорідною ».
Команда дійшла такого висновку, вивчивши два типи навчання. Першим було вивчення страху, в якому тварина вчиться асоціювати звук із страшною подією. Цей тип навчання, як відомо, передбачає підвищення норадреналіну в частині мозку, що називається мигдалиною. Друге - згасання страху страху, в якому асоціація між звуком і подією не засвоюється через повторення звуку без страшної події. Цей тип гнучкого навчання передбачає збільшення норадреналіну в частині мозку, що називається " медіальна префронтальна кора.
Експерименти показали, що під час вивчення страху більшість норадренергічних нейронів були активізовані напруженою аверсивною ситуацією. Однак, коли реакції на страх змінювалися під час згасання, одна група нейронів локусу коерлеусу активно діяла на початку навчання, коли реакції страху були ще високими, в той час як інша група почала реагувати, оскільки асоціація не була вивчена і емоційні реакції були придушені.
Подальші експерименти показали, що норадренергічна група клітин, активна під час боязливих станів, направляла проекції до мигдалини, тоді як група, активна під час згасання, проектувалась у медіальну префронтальну кору.
Функції цих двох окремих проекцій стали зрозумілими, коли команда використовувала оптогенетику для гальмування того чи іншого під час різних станів навчання. Пригнічення проекції до мигдалини під час вивчення страху перешкоджало тваринам асоціювати звук із страшною подією, а гальмування його під час згасання сприяло поверненню до нормальної, гнучкої поведінки. Навпаки, гальмування передфронтальної проекції не впливало на навчання страху, а натомість зменшило навчання вимирання, в результаті чого тварини продовжували поводитись так, ніби вони боялися звуку, хоча це вже не передбачало страшної події.
"Незважаючи на те, що всі норадренергічні клітини сильно реагували під час інтенсивного навчання страху, ми виявили, що під час навчання вимирання, коли емоційні реакції потрібно придушувати, менші популяції клітин норадреналіну задіяні в різні моменти часу", - сказав Йохансен. «Зокрема, активація переходить від клітин, що проектують мигдалину, які намагаються підтримувати реакції на страх, на клітини, що виступають за передню кору, які важливі для зміни цих емоційних реакцій. Це те, що дозволяє перейти від рефлексивного емоційні відповіді до нормальної, гнучкої поведінки ".
Оскільки препарати, націлені на норадреналін, наразі розробляються для лікування тривожних розладів, ці результати можуть мати вплив на майбутнє відкриття наркотиків.
«Розуміючи детальні схеми, що лежать в основі навчання страху та навчання безпеці, - говорить Йогансен, - наше дослідження наводить це на думку норадреналінна основі підходів до лікування виграли б більш конкретні націлювання та диференціальна регуляція цих популяцій простраху та страху проти норадренергічних клітин ".
Зараз лабораторія вивчає молекулярні відмінності між цими різними популяціями клітин у надії на розробку кращих методів лікування від тривожних розладів.
Досліджуйте далі: Мозок дорослих виробляє нові клітини в раніше нерозкритій області
Більш детальна інформація: Модульна організація норадреналінової системи головного мозку координує протилежні стани навчання, Nature Neuroscience (2017). DOI: 10.1038 / nn.4642
;