Те откриха при мишки, че невроните с двойна проекция в хипокампуса помагат за кодиране и възстановяване на научените реакции на страх.
Двойните проекционни неврони, разположени в хипокампуса (изображение), предават информация както на амигдалата, така и на медиалната префронтална кора, за да кодират и извлекат паметта на страха в контекст, свързан с аверсивно събитие, както е установено при мишки. [iStock/pixologicstudio]
За да оцелеят, животните развиват страх като адаптивен отговор на опасни ситуации. В мозъка този отговор се трансформира в координирана невронна активност в три взаимосвързани мозъчни области: хипокампуса, медиалната префронтална кора (mPFC) и амигдалата. Нарушаването на този процес може да доведе до генерализиран, неадаптивен страх, както при посттравматично стресово разстройство.
Изследователи от Калифорнийския университет в Ривърсайд са открили при мишки, че популация от неврони в хипокампуса проектират своите аксони както към амигдалата, така и към mPFC и че именно те предават информация в двете области на мозъка, за да кодират и възстановят спомен за страха в контекст, свързан с отвратително събитие. Тези неврони с „двойна проекция“ в хипокампуса предават контекстуална информация по-ефективно за реакция на страх в сравнение с невроните в хипокампуса, които се проектират само към mPFC или амигдала.
„Това проучване разширява нашето разбиране за това как асоциативната памет на страха се кодира в мозъка“, казва Jun-Hyeong Cho, водещ автор на изследването. Както беше посочено, откритието може да допринесе за разработването на нови терапии за намаляване на патологичния страх при посттравматични стресови разстройства.
Неврони с двойна проекция
За да визуализират невроните с двойна проекция в хипокампуса на мишки, изследователите ги маркират с флуоресцентни протеини. Те също така използваха електрофизиологични и оптогенетични методи за изследване на двойната проекция на неврони, свързани с mPFC и амигдалата.
„Бяхме изненадани да установим, че до 17 процента от невроните в хипокампуса, които се проектират към амигдалата или mPFC, са неврони с двойна проекция“, продължава Чо. Той добавя: „Въпреки че предишни проучвания са доказали съществуването на хипокампални неврони с двойна проекция, невролозите до голяма степен са ги игнорирали, когато са изучавали ролята на нервните пътища между хипокампуса, амигдалата и mPFC в контекстното учене на страха.“.
Според учения придобиването (кодирането) и извличането на контекстуална памет на страха изисква координирана невронна активност в хипокампуса, амигдалата и mPFC. Хипокампусът кодира контекстните сигнали, амигдалата съхранява асоциациите между контекста и отвратително събитие, а mPFC сигнализира дали защитната реакция е подходяща в текущия контекст.
Научен страх
В контекстуалните експерименти за обуславяне на страха мишките се поставят в емоционално неутрален контекст (стая) и се излагат на неприятен стимул (токов удар). По този начин те се научават да свързват контекста с отвратителното събитие. Ако бъдат върнати в тази среда, те показват реакция на страх (замразяващо поведение).
"Нашите открития показват, че двойната проекция на хипокампалните неврони може да улесни синхронизираната невронална активност в mPFC и амигдалата, участващи в научен страх", обяснява Чо. „Тези неврони допринасят за придобиването и възстановяването на паметта на страха в контекст, свързан с отвратително събитие“.
За да се разбере по-добре ролята на невроните с двойна проекция в хипокампуса при изучаването на страха и паметта, авторите предвиждат в бъдещи проучвания избирателно заглушаване на тези неврони и изследване как подобна манипулация влияе върху формирането на паметта. Страх във връзка с контекст.