Ученые из США и Канады обнаружили новую функцию крошечной малоизученной области в самом центре головного мозга — хабенулы. Она действует как переключатель, определяющий периоды, когда организм готов работать в поиске вознаграждения, а когда ему следует остановиться и передохнуть. Исследование может быть полезно в разработке методов борьбы с апатией, тревожными и депрессивными расстройствами.

Хабенула — крошечный участок таламической области головного мозга, участвующий в обработке болевых сигналов от сенсорных нейронов, регуляции циклов сна и бодрствования и формировании настроения. Однако его точная роль в этих процессах все еще остается не до конца изученной.

В новом исследовании группа ученых из Корнеллского (США) и Монреальского (Канада) университетов решила подробнее проанализировать роль латеральной части хабенулы в развитии тревожных и депрессивных состояний, выявленной в предыдущих работах.

Для этого они использовали лабораторных мышей, в мозг которых вводили вирусные векторы таким образом, чтобы нейроны в изучаемой части мозга ярко флуоресцировали при возбуждении, но прекращали это делать, когда неактивны. Сигнал от нейронов регистрировали по волоконно-оптической нити, проходящей через череп и часть мозга прямо к латеральной хабенуле.

Во время экспериментов мышей помещали в специальную звукопоглощающую коробку с отверстием с одной стороны и поилкой с водой с другой. Когда рядом с отверстием зажигался свет, мышь реагировала на этот условный сигнал и просовывала нос в отверстие, за что получала в награду несколько капель воды (с определенной вероятностью, зависящей от проводимого теста).

Схема инъекции вирусного вектора и размещения оптического волокна (А). Экспрессия флуоресцирующего красителя в нейронах латеральной хабенулы (B) / © Post R. J., et al, Current Biology, 2022

Так, в одной версии эксперимента, когда мыши с вероятностью в 80% получали воду за успешно выполненное задание, нейроны в латеральной хабенуле возбуждались, как только животные напивались и переставали «работать». Аналогичного результата авторы добились, полностью отключив поилку. После нескольких безуспешных попыток получить вознаграждение грызуны отказывались от задания, и нужные нейроны тут же начинали флуоресценцировать.

Кроме того, ученые заметили, что если специально заблокировать работу нейронов латеральной хабенулы, мыши совершат значительно больше попыток выполнить задание даже без получения награды. Таким образом, авторы исследования полагают, что изученный ими участок мозга может стать подходящей мишенью для лечения расстройств, связанных с апатией — отсутствием стремления к какой-либо деятельности.

Этот симптом характерен не только для психических расстройств типа депрессии или шизофрении, но и таких заболеваний, как болезнь Паркинсона, при которой у пациентов наблюдается состояние апатии, но без проявления подавленного настроения.

Статья с подробным описанием результатов исследования опубликована в журнале Current Biology.