Pelių tyrimas siūlo vieną įdomų metodą užkirsti kelią OKS

MIT neuromokslininkai atrado smegenų grandinės blokavimo metodą, kuris kontroliuoja priverstinį pelių elgesį.

Tyrėjai mano, kad žinios galėtų padėti mokslininkams sukurti naujus ligų, tokių kaip obsesinis-kompulsinis sutrikimas (OKS) ir Tourette'o sindromas, gydymo būdus.

OKS yra nerimo sutrikimas, kuriam būdingos įkyrios mintys, sukeliančios nemalonumą, ir pasikartojantis elgesys. Maždaug 1 procentas JAV suaugusiųjų kenčia nuo OKS, o pacientai paprastai gauna vaistų nuo nerimo ar antidepresantų, elgesio terapiją arba terapijos ir vaistų derinį.

Tiems, kurie nereaguoja į tuos gydymo būdus, nauja alternatyva yra gilus smegenų stimuliavimas, kuris elektrinius impulsus suteikia per smegenyse implantuotą širdies stimuliatorių.

Šiam tyrimui MIT komanda naudojo optogenetiką neuronų aktyvumui valdyti šviesa.

Ši technika dar nėra parengta naudoti žmonėms, tačiau tokie tyrimai, kaip šis, galėtų padėti mokslininkams nustatyti smegenų veiklos modelius, signalizuojančius apie priverstinio elgesio atsiradimą, leidžiant jiems tiksliau numatyti gilios smegenų stimuliacijos pristatymą.

„Nereikia nuolat stimuliuoti. Tai galite padaryti labai niuansuotai “, - sakė Ann Graybiel, daktarė, vyresnioji autorė Mokslas dokumentas, apibūdinantis tyrimą.

Ankstesniuose tyrimuose Graybielis daugiausia dėmesio skyrė tam, kaip atsisakyti įprastų įpročių; šiame darbe ji kreipėsi į pelės modelį, sukurtą bandant užkirsti kelią priverstiniam elgesiui.

Pelių modeliams trūksta konkretaus geno, vadinamo Sapap3, kuris koduoja baltymą, randamą striatumo neuronų sinapsėse. Striatumas yra smegenų sritis, susijusi su priklausomybe ir pasikartojančiomis elgesio problemomis, taip pat su įprastomis funkcijomis, tokiomis kaip sprendimų priėmimas, planavimas ir atsakas į atlygį.

Šiam tyrimui mokslininkai mokė peles, kurių Sapap3 genas buvo išmuštas, tam tikru metu priverstinai tvarkytis, leidžiant mokslininkams pabandyti nutraukti prievartą.

Norėdami tai padaryti, jie naudojo Pavlovo sąlygojimo strategiją, kai neutralus įvykis (tonas) yra derinamas su norimą elgesį išprovokuojančiu dirgikliu - šiuo atveju vandens lašas ant pelės nosies, kuris suaktyvina pelę jaunikiui. Ši strategija buvo pagrįsta terapiniu darbu su OKS sergančiais pacientais, kurie naudoja tokį kondicionavimą.

Po kelių šimtų bandymų tiek įprastos, tiek ir nokautinės pelės buvo pasirengusios pasirūpinti jaunikiu, išgirdusios toną, kuris visada įvyko šiek tiek daugiau nei per sekundę iki vandens kritimo.

Tačiau po tam tikro momento jų elgesys išsiskyrė: įprastos pelės pradėjo laukti, kol prieš pat nukritus vandens lašui pradės vilioti. Šis elgesio tipas yra žinomas kaip optimizavimas, nes jis neleidžia pelėms švaistyti nereikalingų pastangų.

Toks elgesio optimizavimas niekada nepasirodė nokautinėms pelėms, kurios tęsė jaunikį, kai tik išgirdo toną, o tai rodo, kad jų gebėjimas slopinti kompulsinį elgesį yra sutrikęs.

Tyrėjai įtarė, kad dėl priverstinio pelių elgesio gali būti kalta nesėkminga komunikacija tarp striatumo, susijusio su įpročiais, ir neokortekso, aukštesnių funkcijų, galinčių panaikinti paprastesnį elgesį, vietą.

Norėdami išbandyti šią idėją, jie naudojo optogenetiką, kuri leidžia jiems valdyti ląstelių aktyvumą šviesa, inžinerinėmis ląstelėmis ekspresuoti šviesai jautrius baltymus.

Kai tyrėjai stimuliavo šviesai jautrias žievės ląsteles, kurios tuo pačiu metu išsiuntė pranešimus į striatumą, tuo metu, kai nuskambėjo tonas, nokautinės pelės beveik visiškai sustabdė priverstinį viliojimą, tačiau atėjus vandens lašui jos vis tiek galėjo sutvarkyti.

Tyrėjai teigia, kad šį gydymą lėmė signalai, siunčiami iš žievės neuronų į labai mažą striatumoje esančių slopinamųjų neuronų grupę, kuri nutildo kaimyninių striatalinių ląstelių veiklą ir nutraukia priverstinį elgesį.

"Suaktyvinę šį kelią, mes galėtume sukelti elgesio slopinimą, kuris, atrodo, neveikia mūsų gyvūnų", - sakė bendraautorius Ericas Burguiere'as, daktaras.

Tyrėjai taip pat išbandė optogenetinę intervenciją su pelėmis, kai jos tvarkėsi savo narvuose, be jokių kondicionavimo ženklų. Trijų minučių šviesos stimuliacijos laikotarpiais išmušamosios pelės susitvarkė daug mažiau, nei padarė be stimuliacijos.

Būsimi tyrimai ištirs smegenų veiklos žymenis, kurie galėtų atskleisti, kada prasidės priverstinis elgesys - žinios, kurios padės toliau plėtoti giliųjų smegenų stimuliacijos gydymą OKS pacientams.

Šaltinis: MIT