Эксперименты с мозгом мышей показали, как определенный звук вызывает страх

В своей работе сотрудник Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор (Cold Spring Harbor Laboratory, CSHL) Бо Ли (Bo Li) сосредоточился на участке мозга мыши, который называется миндалевидным телом, или миндалиной, где визуальные и аудиальные сигналы интерпретируются в качестве положительных или отрицательных ассоциаций ввиду опыта. Непрерывные процессы обучения, которые происходят в миндалине, нарушены у людей, страдающих от тревожного невроза или депрессии. Понимание того, как функционируют эти клетки мозга в миндалине, может привести к улучшению методов терапии.

В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, Ли с коллегами описывает глубокие изменения в активности нейронов во время того, как они заставили животных «бояться» одного звука, а другой звук связали в их мозге с вознаграждением. По словам ученых, если взглянуть на образцы активности клеток мозга в миндалине, можно узнать, ждет ли животное вознаграждения или опасается наказания. 

Исследователи использовали микроскоп с линзой, достаточно малой для имплантации в мозг мыши, чтобы отслеживать активность конкретных нейронов до, во время и после дрессировки животного. Они научили мышей ассоциировать разные звуки с вознаграждением или наказанием и наблюдали развитие клеток мозга: наказанием стала струя сухого воздуха, а наградой — освежающая капля воды. 

Сначала чувствительные к звуку нейроны случайным образом реагировали на каждый тон. Но когда один тон неоднократно сопровождался струей воздуха, нейроны мышей реагировали специфично. Этот шаблон был похож на шаблон активности другого типа клеток мозга, который срабатывает, когда мышь испытывает наказание. Точно так же, когда тон неоднократно сочетался с глотком воды, чувствительные к звуку нейроны реагировали по образцу, как и в случае с получением глотка воды.

По мере того как модели активности клеток стали более конкретными, животные ждали воду в ответ на привычный для этого звук, всегда предвосхищающий награду, и наоборот — моргали, реагируя на сигнал, связанный с наказанием, ожидая подачи воздуха.