Изучение роли кишечника в реакции на страх
Становится все более очевидным, что кишечные бактерии играют важную роль в здоровье мозга. Предыдущие исследования показали, что нарушение этих микробных сообществ связано с изменениями в поведении и некоторыми аутоиммунными и психическими расстройствами.
Например, недавнее исследование показало, что определенная комбинация кишечных бактерий усугубляет симптомы рассеянного склероза, заболевания головного мозга и нервов. В другом исследовании исследователи обнаружили, что дети с воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК) подвергаются более высокому риску развития психических расстройств, таких как депрессия и тревога, в более позднем возрасте. Но хотя эти исследования смогли подтвердить существование оси кишечник-мозг, механизмы, лежащие в основе этой оси, оставались неясными.
“Никто еще не понял, как ВЗК и другие хронические заболевания желудочно-кишечного тракта влияют на поведение и психическое здоровье”, — сказал соавтор исследования Дэвид Артис, профессор иммунологии и директор по исследованиям ВЗК в Вейл Корнелл.
Для своего исследования ученые сосредоточились на том, насколько хорошо мыши научатся и забудут триггер страха, используя эксперимент под названием “обучение обусловливанию страха и исчезновению”. В этом эксперименте мышей приучают ассоциировать угрозу со звуком тона, так что тон сам по себе может вызвать ту же реакцию страха, что и угроза. Мыши, как правило, забывали об ассоциации после многократного воздействия тона, так как их мозг приспосабливался к тому факту, что угрозы больше не существует. Но мыши, в кишечнике которых с рождения не было микробов или кишечные микробы которых были значительно уменьшены, продемонстрировали значительное снижение способности узнавать, что угрозы больше нет. Это означает, что их мозг не адаптировался к новым условиям.
Исследователи начали генетическое исследование микроглии мышей, чтобы исследовать молекулярный механизм, лежащий в основе этого эффекта. Микроглии — это иммунные клетки в головном мозге, которые помогают стимулировать и сокращать связи между нервными клетками для перестройки мозговых контуров. Изучив экспрессию генов в медиальной префронтальной коре (mPFC) мышей – области мозга, имеющей решающее значение для обучения вымиранию, – исследователи обнаружили, что отсутствие кишечных микробов изменило экспрессию генов микроглии в mPFC. Это нарушало образование новых нервных клеток и устраняло нейронные связи во время обучения и забывания.
Команда также обнаружила значительные изменения в химических веществах мозга мышей, не имеющих зародышей, включая измененные уровни молекул, которые играют роль в таких психических состояниях, как аутизм и шизофрения. Когда исследователи восстановили кишечные бактерии у мышей без микробов, они обнаружили, что эти мыши могли разучиться реагировать на условный страх только в том случае, если их кишечные бактерии были восстановлены вскоре после рождения.
Это открытие является важным, поскольку многие психические расстройства, связанные с аутоиммунитетом, также связаны с проблемами, возникающими на ранних стадиях развития мозга. Исследователи с оптимизмом ожидают, что при дальнейших исследованиях их результаты в конечном итоге приведут к новым целям лечения.