Нейробиологи из Стэндфордского университета выяснили, что за процессом идентификации и отслеживания мозгом самых значимых деталей ситуации «следят» клетки паравентрикулярного таламуса (paraventricular thalamus, PVT). В перспективе это поможет лечить наркозависимость у людей, считаю ученые, опубликовавшие результаты своего исследования в журнале Science.

Чтобы изучить окружающий мир, недостаточно просто бросить взгляд на то, как он выглядит. Также необходимо определить, какие достопримечательности, звуки и ощущения в окружающей среде являются наиболее важными, и следить за тем, как степень значимости этих деталей меняется с течением времени. Но как именно люди и животные определяют, какие детали важнее других, пока остается загадкой для ученых.

Группа специалистов под руководством биолога Ксяоке Чена (Xiaoke Chen) в поисках разгадки научила лабораторных мышей ассоциировать особые запахи с хорошими и плохими сценариями развития событий. Один запах сигнализировал о том, что мышка скоро получит глоток воды, а другой – о том, что на ее мордочку подуют. Когда грызунам угрожала струя воздуха, нервные клетки таламуса реагировали на оба запаха, но на воду «обращали внимание» больше клеток – примерно на 30%. Другими словами, на этом этапе PVT отвечал как на хороший, так и на плохой сценарии, но первый был для него важнее.

Позже исследователи заменили струю воздуха несильным электрическим током – а это требует большей концентрации внимания, так как вызывает более неприятные ощущения. Команда ученых обнаружила, что нейроны в PVT отслеживают это изменение. Во время эксперимента с током фокус внимания нервных клеток заметно сместился. Почти все PVT-нейроны реагировали на удар током, в то время как только три четверти из них отвечали еще и на позитивные сценарии. В этом случае плохое перевешивало хорошее: мышам нужно было быть на чеку, когда им угрожала более серьезная опасность.

Результаты указывают на несколько выводов. В первую очередь, у исследователей теперь появилось точное место для дальнейших поисков: паравентрикулярное ядро таламуса. Таламус – это отдел головного мозга, который играет ключевую роль в регуляции уровня сознания, процессов сна и бодрствования, концентрации внимания. Однако тот факт, что PVT отвечает за выбор деталей, которые мозг запоминает лучше, был обнаружен впервые.

Кроме того, у нейробиологов появился новый способ контролировать обучение. В дополнительных экспериментах с мышами команда могла регулировать активность клеток PVT с помощью света (для этого они добавили светочувствительные гены к клеткам мозга). Благодаря этому методу ученые могут быстрее научить мышей, что запах, который сообщал, например, о глотке воды, переключился на сигнал об ударе током.

В будущем открытие американских ученых может быть использовано для лечения наркозависимости. Специалисты смогут «разорвать» ассоциативную связь между наркотиками и состоянием эйфории.