Причиной шизофрении может быть несогласованная активность нейронов

Шизофрении сопутствует огромный набор симптомов: это и галлюцинации, слуховые и зрительные, и неспособность ориентироваться на местности, и проблемы памятью и обучаемостью. Большой набор симптомов шизофрении, с одной стороны, делает болезнь довольно трудно диагностируемой, а с другой — бесконечно интригует нейробиологов всех мастей, так как не очень ясно, что должно произойти в нейронных структурах мозга, чтобы вызвать столько изменений.

Отчасти прояснить ситуацию вокруг многосимптомности шизофрении удалось нобелевскому лауреату Судзуми Тонегаве (Susumu Tonegawa) и его коллегам из японского Института физико-химических исследований RIKEN и Массачусетского технологического института (США). Сначала учёные заметили, что у мышей, у которых в ряде зон мозга не хватает белка кальцинейрина, в поведении появляются признаки шизофрении. (Хотя мы привыкли думать, что такие психоневрологические болезни, как шизофрения или аутизм, свойственны только, скажем так, высокоразвитым мозгам, учёные уже много лет работают с животными моделями этих заболеваний.)

В дальнейшем исследователи попытались понять, какие процессы на уровне нейрона и нейронной цепочки связывают отсутствие кальцинейрина и шизофренические отклонения в поведении. Начать решили с гиппокампа, который одновременно служит важным центром памяти и играет огромную роль в ориентации на местности: именно в нём находятся известные нейроны места, реагирующие на определённое пространственное окружение.

Особенность работы этих нейронов состоит в том, что они продолжают «активничать» ещё какое-то время после смены индивидуумом местоположения. То есть нейроны места как бы проигрывают прошлый этап путешествия, помогая записать эту информацию в память. Исследователи сравнили, как работают эти клетки у нормальных мышей и у тех, что были обделены кальцинейрином и, следовательно, выказывали симптомы шизофрении. Оказалось, что при активном исследовании окружающего пространства нейроны места у тех и у других функционировали примерно одинаково. А вот во время отдыха эти же клетки у шизофренических мышей обретали ещё бόльшую активность.

Причём, что ещё важнее, у таких мышей нейроны места срабатывали беспорядочно, а не строго определёнными группами, как это должно быть. И вместо внятного описания того окружения, в котором пришлось побывать животному, центр памяти получал невнятный шум.

Представьте, что вы спрашиваете у группы из десяти человек, как пройти в библиотеку: либо вам доступно опишут маршрут, причём каждый из десяти будет дополнять других, либо на вас обрушится бессвязный рёв десяти глоток с размахиванием руками. Второй случай как раз и есть аналогия того, как работают нейроны места при шизофренических симптомах.

Авторы склонны полагать, что такая работа нейронов служит причиной самых разных симптомов заболевания, а не только проблем с ориентацией на местности. По их мнению, к подобной несогласованной активности нервные клетки может подталкивать так называемая дефолтная нейронная сеть. Эта сеть работает даже тогда, когда мы находимся в полном покое и никакие раздражители и внешние задачи нас не тревожат; считается, что она отвечает за самосознание и самоанализ. В последнее время нейробиологи всё чаще высказывают предположение, что эта «дефолтная» нейронная сеть может провоцировать повышенную возбудимость, рассеянность внимания, тревожность и т. п. Не исключено, что доведённая до предела «дефолтная» сеть может спровоцировать и что-то уж совсем серьёзное, расстроив работу не только нейронов места, но и других нервных клеток.

Результаты исследования опубликованы в журнале Neuron.

Подготовлено по материалам RIKEN.