Влияние кокаина на работу мозга и поведение изучили с помощью света

Швейцарские ученые использовали достижения оптогенетики, чтобы подтвердить связь между структурными и функциональными изменениями клеток мозга после регулярного приема кокаина и наблюдающимися у кокаинистов поведенческими реакциями. При этом в ходе исследования вызванные кокаином изменения в нейронах были устранены, пишет The Scientist.

Сотрудники Женевского университета подвергли анализу явление локомоторной сенситизации, появляющейся у людей и животных после регулярного употребления кокаина. Это явление заключается в том, что через некоторое время приема этого психостимулятора употребление одной и той же дозы вызывает более выраженные беспокойство и неусидчивость, чем при первом знакомстве с наркотиком.

При этом известно, что кокаин повышает активность нейронов прилежащего ядра – важной части "системы награды мозга", отвечающей за чувство удовольствия. В условиях повышенной активности прилежащее ядро начинает интенсивнее "общаться" с другими мозговыми центрами, в том числе расположенными в коре мозга. Влияет ли это на поведение кокаиниста и, если да, то как именно, до сих пор известно не было.

Для изучения этого вопроса исследователи создали мышей, у которых активностью отдельных участков мозга можно управлять с помощью света. Для этого в оболочки нейронов интересующих областей методом генной терапии встраивают чувствительные к свету ионные каналы, обнаруженные у морских водорослей.

Действуя светом, можно открывать и закрывать эти каналы, вызывая угнетение или активацию нейронов. Такое сочетание оптических и генетических методик носит название оптогенетики.

В ходе эксперимента мышам несколько раз подряд вводили кокаин до развития локомоторной сенситизации. Затем у каждого животного на участок коры мозга, соединенный нервными волокнами с прилежащим ядром, начали действовать частыми световыми импульсами, чтобы вызвать "перегрузку" этих волокон.

В итоге искусственная сверхчастая импульсация из коры мозга подавила чрезмерную активность прилежащего ядра. Когда это произошло, локомоторная сенситизация у животных исчезла, что доказывает четкую взаимосвязь этого поведенческого феномена с активностью прилежащего ядра и связанных с ним участков мозга.

По мнению руководителя исследования Кристиана Люшера (Christian Lüscher), полученный эффект позволяет надеяться, что в будущем исследовательские оптогенетические методики смогут применяться и для лечения пациентов.