В ходе нового исследования группа нейробиолога Сусуму Тонегавы (Susumu Tonegawa) из Массачусетского технологического института «отменила» симптомы депрессии у грызунов с помощью света.

Работа стала результатом серии исследований группы Тонегавы, целью которых было обнаружение физической основы памяти. Они уже несколько лет занимаются оптогенетикой – методикой исследования работы нервных клеток, заключающаяся во внедрении генетическими методами в их мембрану каналов, реагирующих на свет.

Методы оптогенетики позволяют стимулировать определённые группы клеток головного мозга. В данном случае досталось тем нейронам, что хранили воспоминания о позитивном опыте.

В 2012 году Тонегава и его коллеги рассказали, что

они научились помечать и заставлять работать те или иные нейроны (клетки нервной ткани) в мозге мышей, которые отвечают за хранение определённых воспоминаний.

Рис. 1. Когда мыши получали положительный опыт, соответствующие клетки гиппокампа были запрограммированы реагировать на свет. Затем животные были подвергнуты стрессу, а затем оптическая реактивация памяти помогла подавить симптомы депрессии.

В дальнейшем в своих экспериментах на мышах с помощью методов оптогенетики учёные смогли перекодировать плохие воспоминания в хорошие и восстановить утраченные воспоминания.

В своей последней работе, результаты которой были опубликованы журналом Nature, Тонегава и коллеги идентифицировали нейроны, которые активируются в те моменты, когда самцы мышей получают приятный опыт, а именно проводят время с самками.

Затем исследователи подвергали мышей продолжительному стрессу, ограничивали движения самцов в течение десяти дней. Животные (вопреки обычному своему поведению) перестали отдавать предпочтение подслащённой воде перед обычной,что указывало на потерю интереса к приятному опыту. Также животные не сопротивлялись, когда учёные поднимали их за хвост. Этот симптом обычно интерпретируется как отсутствие мотивации.

Когда команда воздействовала на те нейроны, что отвечают за положительные воспоминания, эти симптомы исчезли в течение нескольких минут.

Поначалу исследователи видели лишь краткосрочные изменения, которые, казалось, «включались» и «выключались» благодаря слабой стимуляции светом. Но в конце концов учёные добились постоянного эффекта после стимуляции два раза в день в течение пяти дней подряд.

Рис. 2. Поперечное сечение гиппокампа. Клетки мозга, светящиеся красным, ранее были активны при кодировании положительных воспоминаний. Оптическая реактивация этих клеток у животных вызывает положительные эмоции.

На шестой день животные показали улучшенную мотивацию, способность чувствовать удовольствие, ищущее поведение даже после выключения света в их головах. То есть, по сути, команда Тонегавы вылечила у мышей депрессию.Правда, на настоящий момент они не могут точно сказать, как долго продлится эффект от такой терапии.

«Кажется, что эффект не был результатом простого воздействия на эмоциональные связи и центры вознаграждения в мозгу, – говорит Тонегава. – При этом стимуляция мозга самок почему-то не привела к улучшениям. Мне кажется, это один из самых интригующих аспектов исследования: кодировка положительных воспоминаний отличается от простой реакции на вознаграждение».

Тонегава отметил, что

полученный результат подтверждает действенность существующей терапии, при которой люди в ходе борьбы с депрессией вспоминают свой положительный опыт.

Вероятно, полученная информация поможет бороться также и с депрессией, которая вызвана нарушениями в работе мозга.

Однако учёные подчёркивают, что

любые аналогии с человеческим организмом пока являются преждевременными, особенно учитывая огромную пропасть между простой смоделированной у животных депрессией и сложным человеческим состоянием, которое не подвергается обобщению.

Также пока невозможно представить, как именно методы нейронной активации могут быть использованы на людях. Сегодня оптогенетическая стимуляция мозга не представляется возможной — стимулирующие имплантаты, которые подразумевают инвазивное хирургическое вмешательство, используются лишь в качестве крайнего средства, когда речь идёт о спасении жизни пациента.

Рис. 3. Это изображение показывает новые клетки в гиппокампе, которые стали результатом оптической реактивации памяти.

Тем не менее учёные MIT считают, что

такое целевое вмешательство в перспективе будет иметь меньше побочных эффектов, чем лечение антидепрессантами (у этой методики тоже есть недостатки).

Также Тонегава подчёркивает, что работы его команды направлены на изучение дисфункций, лежащих в основе психических расстройств.

Он рассчитывает со временем создать схему нейронных карт, которые затем помогут разработать надлежащие терапевтические методики.

«Результаты являются предварительными, однако указывают на то, что области мозга, задействованные в хранении памяти, могут в один прекрасный день стать мишенью при лечении психических расстройств и у людей, – говорит Тонегава. – Но пока я не хотел бы давать пациентам ложные ожидания. Мы занимаемся фундаментальной наукой».