Новое окно в психоз: исследователи связывают психоз с отсутствием химических эффектов в мозгу мыши

Психоз – изнурительное психологическое состояние с долгой историей. Описан в медицинских трудах Гиппократа еще в 4 веке до нашей эры.C., психотическое состояние галлюцинаций, заблуждений и беспорядочного мышления представляет собой экзистенциальную угрозу для пораженного человеческого разума. Теперь команда исследователей из Международного исследовательского центра нейроинтеллекта (IRCN), Высшей школы медицины Токийского университета и Высшей школы информатики при Киотском университете предполагает, что психоз связан с нарушением нейронной передачи сигналов в глубоких областях мозга. называется вентральным полосатым телом во время поведения, называемого распознаванием.
Под руководством преподавателя Шо Ягишиты и профессора Харуо Касаи исследователи изучали, как мыши предсказывают будущие награды в своей среде, поведение, известное как обучение за вознаграждение, которое разделяют и мы, люди, и другие млекопитающие.

Обучение с вознаграждением включает высвобождение химического посредника дофамина в рецепторный белок в головном мозге, называемый дофаминовым рецептором D1 (D1R), чтобы сигнализировать об ожидании вознаграждения. В частности, команда искала второй сигнал дофамина, который возникает только тогда, когда ожидаемое вознаграждение не материализуется – вознаграждение за бездействие.

Исследователи подозревали, что этот сигнал об отсутствии вознаграждения существует в нейронах вентральной области полосатого тела мозга, которые содержат аналог D1R, рецептор допамина D2 (D2R). По совпадению, D2R является основным рецептором мозга почти для всех антипсихотических препаратов, используемых на сегодняшний день. Команда показала, что упущение вознаграждения запускает в этих нейронах сигнал, называемый падением дофамина, падением уровня дофамина, которое длится менее секунды.

Эти провалы, по-видимому, способствуют процессу обучения дискриминации, который включает в себя то, как все животные, включая людей, оценивают ранее полученные награды и наказания. Чтобы изучить связь между провалами и обучением дискриминации, исследователи впервые использовали сложные оптогенетические технологии для искусственного увеличения или уменьшения провалов и измерили их влияние на то, как мыши оценивают вознаграждение. Оптогенетика – это способ активировать искусственные светочувствительные белки с помощью точно контролируемого лазерного света для включения или выключения нейрональной активности.

«Первоначально мы наблюдали, что провалы вызывают расширение определенных синаптических структур, называемых шипами, и отправку сигналов внутри нейронов D2R», – сказал Ягишита. «Мы искали несколько лет, прежде чем обнаружили, что дискриминационное обучение – это когнитивный процесс, который улучшает обучение с вознаграждением после снижения дофамина."
Чтобы установить связь с психозом, авторы вводили хорошо известный препарат, вызывающий психоз, метамфетамин, и показали, что как дискриминационное обучение, так и допаминовые провалы были нарушены. В результате у мышей наблюдались преувеличенные поведенческие и дофаминовые реакции, даже если не было никакого вознаграждения, как в случае психоза человека.

Этот дефицит можно предотвратить с помощью антипсихотического соединения, которое блокирует активность D2R.
«Если передача сигналов D2R и обучение распознаванию нарушены, субъекты могут быть не в состоянии придавать должное значение объектам или людям в их окружении, и их страхи или неуверенность могут восполнить пробел», – сказал Ягишита. "Например, бред преследования возникает из-за ошибочного приписывания злонамеренного намерения незнакомцам, которые не представляют угрозы."
Авторы предполагают, что эти открытия открывают ранее неизвестное окно в психоз.

Их данные показывают, что антипсихотический препарат D2R может обратить вспять эффекты препарата, вызывающего психоз, путем восстановления допаминовых провалов и обучения дискриминации до нормального уровня. Их гипотеза заключается в том, что нарушение умения распознавать может привести к неспособности точно предсказать окружающую среду, что приведет к явным симптомам психоза или шизофрении.
«Кажется, что мозг обладает внутренней способностью к фантазии или бредовым мышлениям, но есть встроенные средства управления, такие как обучение дискриминации D2R, которые помогают нам исправить наши неверные суждения», – прокомментировал Касаи. "Наше исследование предполагает возможность того, что при выходе из строя этих корректирующих мер контроля мы рискуем потерять контакт с реальностью и можем войти в нисходящую спираль патологии."
Заглядывая в будущее, Касаи заключил: «Мы надеемся создать общую модель обучения, чтобы приспособиться к клиническим нарушениям познания, которые также могут привести к новым принципам ИИ следующего поколения (искусственный интеллект)."

Это исследование представляет собой рецензируемое экспериментальное исследование на мышах.

Оставьте комментарий