Повторяющиеся поведенческие расстройства относительно распространены. Одно из самых известных в этой семье – обсессивно-компульсивное расстройство, или ОКР, которым страдают более 2 процентов людей.S. численность населения. Существующие методы лечения, часто лекарственные, могут не принести адекватного облегчения примерно половине людей с этим расстройством.
Исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе раскрыли некоторые из основных мозговых механизмов, лежащих в основе повторяющегося поведения, что в конечном итоге может привести к новым способам лечения психических расстройств, включая ОКР, в их основе. Исследование, опубликованное в журнале Neuron, возглавил Балджит Ках, профессор физиологии и нейробиологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
Кхах и его команда сосредоточили свое внимание на типе клеток мозга, называемых астроцитами, которые в основном считаются поддерживающими клетками, хотя большая часть их роли в регулировании нейронов – и поведения – осталась неизученной. Лаборатория Каха работает над тем, как функция астроцитов зависит от передачи сигналов кальция, формы коммуникации, которую используют клетки.
"Из более ранних работ мы не поняли, что на самом деле делают эти кальциевые сигналы," он сказал. "Нам было интересно, регулируют ли они нейроны поблизости, и если да, то как??"
Команда разработала метод снижения сигналов кальция от астроцитов в мозгу мыши. Они создали вариант помпы, получивший название CalEx, который значительно снизил уровень кальция в клетке. Команда сосредоточилась на области мозга, называемой полосатым телом, которая, как известно, участвует в двигательных и мозговых расстройствах.
После лечения здоровых мышей они наблюдали за поведением животных и сразу же заметили разницу: при помещении на открытую арену обработанные мыши проводили значительно больше времени в углах. Авторы сначала связали это с тревогой или проблемой контроля над моторикой, но эти мыши показали такие же хорошие результаты, как и животные, не получавшие лечения, в тестах на контроль моторики и измерения тревожности.
Однако при более внимательном рассмотрении исследователи увидели, что животные на самом деле ухаживают за собой – чрезмерно. Их приступы ухода за собой были на 450 процентов дольше, чем в контрольной группе.
"В течение нескольких месяцев мы задавались вопросом, почему они проводят так много времени в поворотах," сказал Синьчжу Ю, первый автор исследования и научный сотрудник лаборатории Хаха. "Оказалось, что они много времени тратили на уход за собой. Этот фенотип очень напоминал повторяющееся поведение у людей; например, частое мытье рук, которое случается с некоторыми пациентами с ОКР."
Когда команда уменьшила передачу сигналов кальция в других областях мозга, мыши не проявляли поведения, подобного ОКР, что позволяет предположить, что полосатое тело является ключевым фактором. Это открытие подтвердило более ранние доказательства того, что полосатое тело контролирует самоочищение.
Используя различные тесты для изучения различных уровней функций, от молекулярных до нейросхем, команда определила, что астроциты регулируют активность соседних нервных клеток, изменяя уровни нейротрансмиттера ГАМК в полосатом теле.
"Более десяти лет назад исследователи обнаружили, что у людей на ранних стадиях болезни Гентингтона часто наблюдаются симптомы, подобные обсессивно-компульсивным," Ю сказал. "Мы хотели выяснить, имеет ли основной механизм какое-либо отношение к передаче сигналов кальция астроцитам." Они обнаружили, что когда они давали мышам с ранними Хантингтон-подобными симптомами соединение, блокирующее ключевой этап в процессе передачи сигналов кальция, мыши прекращали свое поведение по уходу за собой, подобное ОКР. Болезнь Хантингтона – это прогрессирующее двигательное расстройство, связанное с распадом клеток головного мозга.
Хах и его коллеги не ожидали обнаружить психиатрические эффекты, связанные с передачей сигналов кальция астроцитам. "Тот факт, что мы смогли наблюдать психиатрические фенотипы после специфических для астроцитов манипуляций, был неожиданным и, следовательно, очень приятным сюрпризом," Хах сказал. "Насколько мне известно, это первая демонстрация того, что астроциты могут регулировать врожденное поведение, и это открывает двери для их использования для лечения психических заболеваний."
Ключевым вкладом нового исследования является разработка лабораторией Khakh нового метода подавления передачи сигналов кальция в определенных цепях мозга. Существующий метод заключается в том, чтобы полностью уничтожить молекулы во всем мозге и на протяжении всей жизни. Но этот метод пока не привел к каким-либо явным изменениям в поведении, как это было в текущем исследовании.
По словам исследователей, результаты могут проложить путь к разработке новых методов лечения ОКР.
"Многие пациенты не реагируют или частично реагируют на доступные в настоящее время варианты лечения," Хах сказал. "Наши результаты указывают на новое направление для потенциального развития терапии, выявляя участие астроцитов в повторяющемся поведении, связанном с ОКР."
Хах и его команда надеются, что их результаты могут также помочь в разработке новых методов лечения других психических расстройств.