В мозге открыты нейроны, формирующие привычки

У каждого из нас есть какие-то привычки. Одни полезны и помогают нам не раздумывать над какой-либо задачей (например, мытье рук перед едой), а другие, наоборот, лишь вредят. Нейрофизиологи из Университета Дьюка определили тип нейронов в мозге, который играет роль «основного контролёра» стереотипного поведения, и опубликовали данные о своей находке в eLife.

Хемогенетическое ингибирование FSI

Группа учёных обнаружила, что формирование привычки повышает активность этой влиятельной зоны клеток, а её инактивация с помощью ингибиторов приводит к нарушению паттерна привычных движений, например, у мышей, ищущих сахар. Несмотря на то, что этих нейронов очень мало, они контролируют другую, более густую нейронную сеть, которая, собственно, и осуществляет привычное поведение. Такая находка может помочь создать новые методы лечения наркомании или компульсивного поведения у людей.

Впервые на нейрональные основы привычек учёные обратили внимание в 2016 году. Тогда они поняли, как именно подобное поведение может оставлять в мозге «отпечатки». Они натренировали здоровых мышей на то, чтобы получать что-то вкусное при каждом нажатии рычага, по сути сформировав условный рефлекс. После этого они сравнили мозговые изменения тренированных и нетренированных животных в области мозга, называемой полосатым телом, и обнаружили, что нейронные пути, характерные для неё (как двигательные, так и тормозные), оказались сильнее у мышей с выработанной привычкой. Формирование привычки также сдвинуло относительное время прохождения этих двух путей, поставив двигательный в приоритет.

В текущем же исследовании команда решила выяснить, что координирует эти долгосрочные изменения. И думали они именно о клетках полосатого тела, которые называются быстро разряжающимися интернейронами (fast-spiking interneurons, FSI). Они принадлежат к классу нейронов, ответственных за ретрансляцию сигнала локально между другими типами клеток конкретной области мозга. Хотя FSI составляют примерно один процент всего полосатого тела, у них растут длинные ветвистые отростки, которые связывают их с 95 процентами остальных составляющих сеть формирования привычки нейронов.

Чтобы проверить, действительно ли FSI «правят балом» стереотипного поведения, исследователи более внимательно изучили деятельность мозга у мышей, которые нажимают рычаг. Он обнаружил, что формирование автоматизма этого действия способствует тому, что FSI становятся более возбудимыми. Затем мышам давали препарат, который специфически инактивировал эти клетки, и наблюдали, что всё возвращалось к «привычным» паттернам мозговой активности, а сама привычка исчезала.

«Понимание неврологических механизмов, лежащих в основе наших привычек, может открывать новые возможности лечения основывающихся на этом патологических состояний», — отмечают исследователи.

Текст: Анна Хоружая

Striatal fast-spiking interneurons selectively modulate circuit output and are required for habitual behavior by Justin K. O’Hare, Haofang Li, Namsoo Kim, Erin Gaidis, Kristen Ade, Jeff Beck, Henry Yin and Nicole Calakos. eLife, Sept. 2017.

DOI: # 10.7554/eLife.26231

У каждого из нас есть какие-то привычки. Одни полезны и помогают нам не раздумывать над какой-либо задачей (например, мытье рук перед едой), а другие, наоборот, лишь вредят. Нейрофизиологи из Университета Дьюка определили тип нейронов в мозге, который играет роль «основного контролёра» стереотипного поведения, и опубликовали данные о своей находке в eLife.

Хемогенетическое ингибирование FSI

Группа учёных обнаружила, что формирование привычки повышает активность этой влиятельной зоны клеток, а её инактивация с помощью ингибиторов приводит к нарушению паттерна привычных движений, например, у мышей, ищущих сахар. Несмотря на то, что этих нейронов очень мало, они контролируют другую, более густую нейронную сеть, которая, собственно, и осуществляет привычное поведение. Такая находка может помочь создать новые методы лечения наркомании или компульсивного поведения у людей.

Впервые на нейрональные основы привычек учёные обратили внимание в 2016 году. Тогда они поняли, как именно подобное поведение может оставлять в мозге «отпечатки». Они натренировали здоровых мышей на то, чтобы получать что-то вкусное при каждом нажатии рычага, по сути сформировав условный рефлекс. После этого они сравнили мозговые изменения тренированных и нетренированных животных в области мозга, называемой полосатым телом, и обнаружили, что нейронные пути, характерные для неё (как двигательные, так и тормозные), оказались сильнее у мышей с выработанной привычкой. Формирование привычки также сдвинуло относительное время прохождения этих двух путей, поставив двигательный в приоритет.

В текущем же исследовании команда решила выяснить, что координирует эти долгосрочные изменения. И думали они именно о клетках полосатого тела, которые называются быстро разряжающимися интернейронами (fast-spiking interneurons, FSI). Они принадлежат к классу нейронов, ответственных за ретрансляцию сигнала локально между другими типами клеток конкретной области мозга. Хотя FSI составляют примерно один процент всего полосатого тела, у них растут длинные ветвистые отростки, которые связывают их с 95 процентами остальных составляющих сеть формирования привычки нейронов.

Чтобы проверить, действительно ли FSI «правят балом» стереотипного поведения, исследователи более внимательно изучили деятельность мозга у мышей, которые нажимают рычаг. Он обнаружил, что формирование автоматизма этого действия способствует тому, что FSI становятся более возбудимыми. Затем мышам давали препарат, который специфически инактивировал эти клетки, и наблюдали, что всё возвращалось к «привычным» паттернам мозговой активности, а сама привычка исчезала.

«Понимание неврологических механизмов, лежащих в основе наших привычек, может открывать новые возможности лечения основывающихся на этом патологических состояний», — отмечают исследователи.

Текст: Анна Хоружая

Striatal fast-spiking interneurons selectively modulate circuit output and are required for habitual behavior by Justin K. O’Hare, Haofang Li, Namsoo Kim, Erin Gaidis, Kristen Ade, Jeff Beck, Henry Yin and Nicole Calakos. eLife, Sept. 2017.

DOI: # 10.7554/eLife.26231