(По пресс-релизу на сайте Северо-Западного Университета)
Обнаружен подтип дофаминергических нейронов, не реагирующий на сигналы вознаграждения. Возможно, находка поможет при исследованиях болезни Паркинсона
Принято считать, что работа дофаминергических (DA) нейронов тесно связана с функционированием так называемой «системы вознаграждения», позволяющей мозгу выбирать наиболее выгодные схемы поведения. Известна также их роль в регуляции двигательных функций, однако до сих пор считалось, что все или почти все DA-нейроны реагируют на получение организмом вознаграждения либо на получение сигналов, ассоциированных с возможным вознаграждением.
Исследователи из Северо-Западного Университета (Чикаго, штат Иллинойс) сообщают, что при исследовании черной субстанции в мозге подопытных мышей им удалось выявить подтип DA-нейронов, практически не реагирующих на сигналы, связанные с вознаграждением. Выявленный подтип реагирует только на сигналы, связанные с ускорением при движении.
Черная субстанция – область мозга, в которой наблюдается гибель DA-нейронов при болезни Паркинсона, вследствие чего у пациентов развивается скованность мышц, тремор, замедляются движения, а также возникают психические расстройства. Ученые проанализировали экспрессию генов в участке черной субстанции под названием «Pars compacta», наиболее тесно связанном с болезнью Паркинсона, и смогли выделить три подтипа нейронов, экспрессирующих три разных гена (VGLUT2, CALB1 и ANXA1) и отличающихся характером реакций на поступающие сигналы, связанные с вознаграждением, аверсией (чувством отвращения, неприязни, негативными ощущениями) и ускорением/замедлением движения.
«Дофамин принято ассоциировать с сигналами вознаграждения», - пояснил Даниел Домбек (Daniel Dombeck), один из руководителей исследования. «Несмотря на это, гибель дофаминергических нейронов вызывает двигательные нарушения, например, у пациентов с болезнью Паркинсона, и подобное противоречие смущало специалистов, занятых в данной сфере. Нами обнаружен подтип нейронов, обрабатывающих двигательные сигналы и не реагирующий на сигналы вознаграждения, причем эти клетки расположены в том самом участке мозга, с которого начинается отмирание дофаминергических нейронов при болезни Альцгеймера». Возможно, предполагают исследователи, некоторые генетические подтипы нейронов менее устойчивы перед процессами дегенерации при старении.
Авторы отметили, что в области мозга мышей, которая наиболее соответствует очагу поражения при болезни Паркинсона, расположены именно DA-нейроны, активность которых коррелирует с ускорением, следовательно, нейроны, связанные с замедлением движения, могут дольше оставаться в рабочем состоянии. Эту гипотезу ученые намереваются проверить в будущих исследованиях. «Возможно, именно нарушение баланса сигналов ускорения/замедления повышает вероятность подачи стоп-сигнала – это могло бы объяснить некоторые симптомы, отмечаемые при болезни Паркинсона. Быть может, пациенты не просто теряют способность совершить движение – возможно, они получают стимулы на прекращение движения».
Второй руководитель исследования, профессор неврологии Раджешвар Аватрамани (Rajeshwar Awatramani), лаборатория которого помогла визуализировать нейроны разных подтипов с помощью светящихся меток, считает, что полученные данные «являются лишь отправной точкой для будущих исследований», поскольку они позволяют по-новому взглянуть на работу мозга при болезни Паркинсона.
Отчет об исследовании был опубликован 3 августа 2023 года в открытом доступе в престижном журнале Nature Neuroscience (импакт-фактор 28).