Серотонин (5-гидрокситриптамин, 5-HT) является одним из основных нейромедиаторов, связанных с эмоциональным состоянием. Известно, что его уровень снижается при депрессии и повышенной тревожности, поэтому в фармакологической терапии расстройств настроения часто используются селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (СИОЗС).

Между тем прошлые работы показали, что, помимо настроения, серотонин может влиять на восприятие и поведение. До недавних пор изучение этих функций ограничивалось отсутствием подходящих технологий. В новой работе ученые из «Центра исследования неизвестного» использовали с этой целью оптогенетику — методику, которая основана на воздействии на нейроны светом.

На первом этапе авторы внедрили группе мышей опсины в нейроны ядер шва — основного источника серотонина в переднем мозге. Опсины активировались лазером с длиной волны 473 нанометра: каждая сессия длилась три секунды и повторялась с интервалом в десять секунд в течение трех пятиминутных серий. После этого животных помещали в пустую коробку и наблюдали за их поведением.

Результаты показали, что стимуляция ядер шва сократила скорость движений подопытных мышей в среднем на 50 процентных пунктов по сравнению с контрольной группой. Причем активация опсинов не приводила к такому эффекту, если животное уже выполняло задачу, например бежало для получения вознаграждения. Явных изменений других аспектов поведения не наблюдалось.

Во втором эксперименте ученые проверили, как рост серотонина влияет на поведение в долгосрочной перспективе. Для этого они повторили порядок стимуляции ядер шва, но на этот раз активация опсинов проводилась в течение 24 дней. К концу эксперимента долговременное воздействие, напротив, увеличило общую скорость движений особей на 30–40 процентных пунктов.

По словам авторов, итоги второй серии испытаний оказались неожиданностью. Хотя механизм, который лежит в основе неоднозначной работы серотонина, неясен, в будущем полученные данные могут использоваться в терапии расстройств настроения. Так, некоторые наблюдения показывают, что сейчас эффект СИОЗС наступает, как и в случае мышей, примерно через три недели после начала приема.

Эксперимент с кратковременной активацией опсинов (зеленая шкала — рост скорости относительно нормы, заполненный синий квадрат — стимуляция нейронов) / ©Patricia A Correia et al., eLife, 2017