Долгое время считавшиеся лишь вспомогательными элементами, звездообразные клетки мозга, известные как астроциты, теперь открываются с новой, неожиданной стороны. Согласно свежему исследованию, эти клетки, чьи отростки подобно щупальцам обволакивают нейроны, могут быть ключевыми регуляторами страха и потенциальными мишенями для терапии тревожных расстройств.
«Астроциты тесно переплетены с нейронами, и предположение, что их роль ограничивается лишь поддержанием порядка, казалось нам маловероятным. Нашей целью было выяснить, чем они в действительности занимаются и каким образом модулируют нейронную активность», — пояснила Линдси Халладей, доцент кафедры нейронаук Университета Аризоны и один из старших авторов работы.
Исследование, результаты которого были обнародованы в журнале Nature, сосредоточилось на миндалевидном теле — области мозга, критически важной для формирования страха. Учёные пришли к выводу, что астроциты в этой зоне напрямую вовлечены в процессы обучения страху, извлечения соответствующих воспоминаний и, что особенно важно, понимания того, что прежние угрозы более не актуальны.
Астроциты как активные участники нейронных процессов
Работа, выполненная командой Халладей совместно с учёными из Национального института здравоохранения в рамках межинституционального проекта под руководством Хол Эндрюмса и Елены Букало из Лабораторий поведенческой и геномной нейронауки, опровергает устоявшееся представление о пассивности этих клеток. «Впервые нам удалось обнаружить, что астроциты кодируют информацию, связанную с сигналами тревоги», — отметила Халладей.
Для детального изучения механизмов формирования страховых воспоминаний была использована модель на мышах. Применяя флуоресцентные датчики, исследователи смогли в режиме реального времени наблюдать за активностью астроцитов в моменты создания страшных воспоминаний и их последующего воспроизведения.
Наблюдения показали, что активность астроцитов закономерно возрастала как в фазе обучения, так и при активации памяти. При этом, когда воспоминания о страхе подвергались процедуре угасания, активность этих клеток заметно снижалась. Последующие эксперименты, в ходе которых учёные искусственно изменяли сигналы, передаваемые астроцитами соседним нейронам, подтвердили их ключевую роль: усиление этих сигналов провоцировало проявления страха.
Это открытие ставит под сомнение традиционную парадигму, согласно которой нейроны являются единственными и главными действующими лицами в обработке страха, и открывает новые перспективы для воздействия на такие состояния, как посттравматическое стрессовое расстройство. Таким образом, астроциты предстают не просто «опорными клетками», но активными участниками сложных мозговых процессов, определяющих нашу реакцию на угрозу.более интенсивными, а их ослабление замедляло реакцию.
Эти результаты показывают, что астроциты не являются пассивными помощниками. Они активно держат то, как страх сохраняется и выражается в мозгу.
Разрушение астроцитов изменяет мозговые цепи
Изменение активности астроцитов также основано на поведении нейронов. Когда передача сигналов астроцитов была нарушена, нейроны изо всех сил пытались применить нормальные модели активности, связанные со страхом. Это нарушило их способность оставлять информацию о соответствующих защитных реакциях в других частях мозга.
Полученные результаты бросают традиционно вызовму нейронно-ориентированному взгляду на страх, заключающийся в том, что нейроны не продолжаются в одиночку, генерируя воспоминания о страхе.
За миндалевидным телом: более широкая сеть страхования
Эффекты астроцитов распространяются за пределы миндалевидного тела. Изменения в их активности также объясняются тем, что сигналы являются помехами префронтальной коры — области, участвующей в наших решениях.
Это говорит о том, что астроциты помогают не только создавать воспоминания о страхе, но и определять, как мозг использует эти воспоминания для выбора соответствующих показателей при угрозах.
Новые возможности лечения посттравматического стресса и депрессии
Понимание роли астроцитов может изменить подход ученых к расстройствам, временным периодам с постоянным страхом, включая посттравматическое стрессовое расстройство, тревожные расстройства и фобии.
Если астроциты поддерживают контроль, периодически исчезают или исчезают воспоминания о страхе, будущие методы лечения могут нацеливаться на эти клетки с нейронами для улучшения результатов.
Расширение исследований в области мозга, контроль страховающего
Следующим шагом Халладея станет исследование астроцитов в более широкой сети, связанной со страхом. Миндалевидное тело работает вместе с другими областями мозга. Префронтальная кора помогает решать проблемы с пугающими состояниями, в более глубоких областях, таких как периакведуктальная серая часть среднего мозга, и контролирует такие состояния, как замирание или бегство.
Хотя точная роль астроцитов в этих регионах до сих пор неясна, исследователи полагают, что они, вероятно, тоже вносят свой вклад.
«Понимание этой более широкой схемы может помочь ответить на простой вопрос о том, почему человек с тревожным расстройством может обеспечить неадекватную реакцию страха на что-то, что на самом деле не представляет собой опасность», — сказал он. — сказал Халладей.