Вони виявили у мишей, що нейрони з подвійною проекцією в гіпокампі допомагають кодувати і відновлювати вивчені реакції страху.
Подвійні проекційні нейрони, розміщені в гіпокампі (зображення), передають інформацію як до мигдалини, так і до медіальної префронтальної кори, щоб кодувати та отримувати пам'ять страху в контексті, пов'язаному з аверсивною подією, як це виявлено у мишей. [iStock/pixologicstudio]
Щоб вижити, тварини розвивають страх як адаптивну реакцію на небезпечні ситуації. У мозку ця реакція перетворюється на скоординовану нейронну активність у трьох взаємопов’язаних областях мозку: гіпокампі, медіальній префронтальній корі (mPFC) та мигдалині. Порушення цього процесу може призвести до генералізованого, дезадаптивного страху, як при посттравматичному стресовому розладі.
Дослідники з Каліфорнійського університету в Ріверсайді виявили на мишах, що популяція нейронів в гіпокампі проектує свої аксони як на мигдалину, так і на mPFC, і що саме вони передають інформацію в обидві області мозку для кодування та відновлення пам'ять про страх у контексті, пов'язаному з неприємною подією. Ці нейрони з подвійною проекцією в гіпокампі передають контекстну інформацію ефективніше для реагування на страх у порівнянні з нейронами в гіпокампі, які проектуються лише на mPFC або мигдалину.
"Це дослідження розширює наше розуміння того, як асоціативна пам'ять про страх кодується в мозку", - говорить Цзюн Хен Чо, провідний автор дослідження. Як вказувалося, висновок може сприяти розробці нових методів лікування для зменшення патологічного страху при посттравматичних стресових розладах.
Нейрони подвійної проекції
Для візуалізації нейронів з подвійною проекцією в гіпокампі мишей дослідники позначили їх білками флуоресценції. Вони також використовували електрофізіологічні та оптогенетичні методи для дослідження подвійної проекції нейронів, пов'язаних з mPFC та мигдалею.
"Ми з подивом виявили, що до 17 відсотків нейронів в гіпокампі, які проектуються на мигдалину або mPFC, є нейронами з подвійною проекцією", - продовжує Чо. Він додає: "Хоча попередні дослідження продемонстрували існування подвійної проекції нейронів гіпокампа, неврологи в основному ігнорували їх, вивчаючи роль нервових шляхів між гіпокампом, мигдалею та mPFC у контекстуальному засвоєнні страху".
На думку вченого, отримання (кодування) та пошук контекстуальної пам’яті страху вимагає скоординованої нервової діяльності в гіпокампі, мигдалині та mPFC. Гіпокамп кодує сигнали контексту, мигдалина зберігає асоціації між контекстом і аверсивною подією, а mPFC сигналізує, чи захисна реакція доречна в поточному контексті.
Навчився страху
У контекстних експериментах з обумовленням страху мишей поміщають в емоційно нейтральний контекст (кімната) і піддають дії неприємного подразника (ураження електричним струмом). Таким чином вони вчаться пов'язувати контекст з неприємною подією. Якщо їх повернуть у це середовище, вони виявляють реакцію страху (поведінка заморожування).
"Наші висновки дозволяють припустити, що подвійна проекція нейронів гіпокампа може сприяти синхронізованій нейронній активності в mPFC і мигдалинах, які беруть участь у вивченому страху", - пояснює Чо. "Ці нейрони сприяють придбанню та відновленню пам'яті страху в контексті, пов'язаному з аверсивною подією".
Щоб краще зрозуміти роль подвійної проекції нейронів в гіпокампі у вивченні страху та пам'яті, автори передбачають у майбутніх дослідженнях вибірково глушити ці нейрони та досліджувати, як така маніпуляція впливає на формування пам'яті. Страх стосовно контексту.