Инъекции BDNF крысам: как можно уменьшить воспоминания о страхе

  • BDNF — это ключевой белок для пластичности мозга, участвующий в обучении, памяти, а также в регуляции страха и тревоги.
  • У крыс, у которых сформировался страх перед дверным звонком, инъекция BDNF в префронтальную кору значительно снижает проявление страха, не стирая при этом память.
  • Дополнительные исследования связывают BDNF с тревожностью, потреблением алкоголя и действием препаратов, имитирующих его действие, таких как 7,8-дигидроксифлавон.
  • Эти исследования открывают двери для новых комбинированных методов лечения посттравматического стрессового расстройства, фобий и других фобий, хотя остаются проблемы с их применением к людям.

Введение BDNF для снижения страха у крыс

Воспоминания могут очень расстраивать. Возьмем в качестве примера солдат, дислоцированных в зонах боевых действий и возвращающихся домой; они часто страдают. посттравматическое стрессовое А у некоторых могут развиться настолько тяжелые заболевания, что они совершают самоубийство. В таких случаях проблема заключается не только в том, что произошло, но и в чем-то другом. как мозг зафиксировал это воспоминание о страхе и как оно снова и снова активирует его в ответ на повседневные раздражители.

Возможно, исследователи из Пуэрто-Рико обнаружили способ уменьшить страх, связанный с воспоминаниями Путем введения природного химического вещества непосредственно в мозг. Этот подход является частью более широкого направления исследований в нейробиологии, направленного на понимание того, как формируются, укрепляются и могут модифицироваться нейроны. Воспоминания о страхе для облегчения таких расстройств, как хроническая тревога и посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР).

университетская крыса

Что такое обучение угасанию страха?

мозг и механизмы обучения, основанные на страхе

В лабораторных условиях одной из наиболее широко используемых моделей для изучения страха является формирование страхаНапример: исследователи могут внушить лабораторным крысам приобретенный страх; когда звонит звонок, поражение электрическим током крысам. Таким образом, нейтральный стимул (звук) ассоциируется с неприятным стимулом (электрический разряд).

Через некоторое время у крыс развивается страх перед болью, связанной с колокольчиком, и одного лишь звука достаточно, чтобы вызвать сильную реакцию страха, например, замирание или паралич. Исследователи могут обратить этот процесс вспять с помощью... обучение вымираниюНаоборот, происходит прямо противоположное: звонок звенит, но электрический разряд не применяется. Если это повторять снова и снова, крысы понимают, что звонок больше не предвещает вреда, и могут в значительной степени забывают об этом страхеили, по крайней мере, перестать реагировать так бурно.

Эта процедура угасания является очень полезной моделью для понимания того, почему в экспозиционной терапии с участием людей многократный контролируемый контакт с элементом, вызывающим тревогу (например, местом или звуком), помогает снизить эмоциональную реакциюОднако обучение подавлению негативных реакций требует времени, постоянного повторения и не всегда достаточно для людей, переживших очень сильную травму.

BDNF: молекула, которая регулирует обучение, связанное со страхом, и память.

BDNF и пластичность в мозге

Исследователи из Университета Пуэрто-Рико разыскивали погасить страх химическим путемвместо заучивания наизусть. Для этого они использовали природное вещество, выделяемое самим организмом: нейротрофический фактор головного мозга (BDNF). BDNF — это белок, содержащийся в нервной системе. фундаментальный для синаптической пластичностивыживание нейронов и множественные формы обучения и памяти, включая эмоциональная память.

В других экспериментах на животных было показано, что изменения уровня BDNF влияют на различные процессы: это может улучшить дефицит памяти в моделях болезни Альцгеймера, модулируя тревога а также потребление алкоголя крысами и даже облегчение двигательных симптомов и повреждения нейронов при нейродегенеративных заболеваниях, таких как спиноцеребеллярная атаксияВсё это подкрепляет идею о том, что BDNF выступает в роли своего рода «центрального регулятора» здоровья мозга.

Исходя из этого, исследователи в Пуэрто-Рико ввели BDNF непосредственно в... префронтальная кора У крыс ключевой регион, который взаимодействует с миндалевидным телом и другими областями, участвующими в формировании страха. Логика была ясна: если BDNF естественным образом участвует в этом процессе обучение вымираниюВозможно, искусственное увеличение его количества в мозге могло бы... ускорить или повысить уменьшение страха перед звонком без необходимости повторения большого количества сеансов экспозиционной терапии.

Как проводился эксперимент с использованием BDNF для снижения страха у крыс.

структуры мозга, участвующие в формировании страха

В ходе экспериментов крыс приучали бояться дверного звонка с помощью электрического разряда, следуя классическому протоколу. формирование страхаПосле того как крысы усвоили связь между звонком и электрическим разрядом, их реакция на звук стала четким поведенческим проявлением замораживание (Паралич) — признак сильного страха.

На следующий день, вместо того чтобы подвергать крыс процедуре угасания обучения (то есть многократному звону в колокольчик без удара током), им сделали инъекцию. BDNF В группе крыс непосредственно в префронтальную кору головного мозга проводилось исследование. Одновременно поддерживалась контрольная группа крыс, не получавших никакого лечения. Это сравнение необходимо для определения того, действительно ли изменения в поведении обусловлены увеличением уровня BDNF, а не другими факторами.

На следующий день следователи начали звонить в дверь. Как и ожидалось, контрольные крысы Они замерли, ожидая загрузки. Вместо этого, группа крыс, получавших BDNF, не изменила своего нормального поведения (Видео можно посмотреть в конце этой статьи). Это указывает на то, что инъекция BDNF значительно изменила... выражение страха в ответ на звуковой стимул.

Крысы все еще помнили зуммер и шок, но Связанный с этим страх значительно уменьшился.Иными словами, память о травме не была полностью стерта, но интенсивность, с которой мозг её выражал, была снижена. Это различие важно: терапевтическая цель состоит не в том, чтобы полностью устранить память, а скорее в том, чтобы её стереть. деактивировать неадаптивную реакцию что мешает человеку вести нормальную жизнь.

Взаимосвязь между BDNF, тревожностью, алкоголем и другими препаратами, имитирующими его действие.

Тревога, связанная с BDNF, и употребление психоактивных веществ

Роль BDNF в формировании страха не ограничивается исследованиями условного рефлекса с использованием звуков и электрических разрядов. Исследования на крысах показали, что BDNF в определенных областях мозга миндалевидное тело (в частности, его центральное и медиальное ядра) Он регулирует как тревожность, так и потребление алкоголя.Когда ученые искусственно снижали уровень BDNF в этих областях, тревожность и желание употреблять алкоголь усиливались; восстановление нормального уровня BDNF с помощью инъекций приводило к снижению обоих показателей.

Это открытие имеет значение, поскольку у человека тесная взаимосвязь между тревожностью и алкоголизмомМногие люди с сильной тревожностью используют алкоголь в качестве самолечения, что, в свою очередь, провоцирует рецидивы и усугубляет проблему. Выявление молекулярного механизма, подобного BDNF, в миндалевидном теле открывает путь к... новые цели для лекарств Это может помочь в лечении как тревожных расстройств, так и проблем, связанных с употреблением психоактивных веществ.

Кроме того, в ходе некоторых исследований были разработаны соединения, которые Они имитируют действия BDNF. что касается их рецепторов, особенно рецептора TrkB, то у них есть преимущество в том, что... лучше преодолеть гематоэнцефалический барьер. Это случай 7,8-дигидроксифлавон, производное флавоноида, присутствующее в пище (красное вино, цитрусовые, злаки, чай, темный шоколад и т. д.), фармакологическая версия которого демонстрирует мощную активацию рецепторов TrkB.

В экспериментах на животных однократное введение 7,8-дигидроксифлавона после травматического события вызывает Условный страх исчезает быстрее.Считается, что это происходит потому, что препарат усиливает новое эмоциональное обучение и способствует «переписыванию» мозгом связи между ранее пугающим стимулом и отсутствием реальной опасности, подобно эффекту, наблюдаемому при повышении уровня BDNF в префронтальной коре.

Последствия для посттравматического стрессового расстройства и других проблем, связанных со страхом.

реакция мозга на стресс и травму

Таким образом, данное исследование может иметь важное значение для лечения тревога y el посттравматическое стрессовое расстройствоПамять о страхе является центральной особенностью посттравматического стрессового расстройства: после сильной травмы (нападение, стихийное бедствие, насилие, серьезная авария) могут сохраняться нейтральные сигналы, такие как звук, запах или место. эмоционально заряженныйМозг учится ассоциировать их с опасностью и реагирует так, как если бы травма повторялась, даже если человек находится в безопасности.

Исследования с участием BDNF и препаратов, активирующих его рецепторы, показывают, что существует критическое временное окно После травмирующего события возможно вмешательство в процесс закрепления воспоминаний о страхе. Вмешательство на этом этапе не означает стирание воспоминаний, а скорее обеспечение их сохранения таким образом, чтобы они не были легко забыты. менее интенсивный и менее инвазивныйЭто может снизить риск развития посттравматического стрессового расстройства, панических атак или фобий, связанных с этим эпизодом.

Другие исследования с применением таких препаратов, как ОсанетантИсследования также показали, что доза, введенная вскоре после стресса, может воздействовать на тахикининовый путь (Tac2) и нейрокининовый рецептор 3 (Nk3R). уменьшить проявление страха в экспериментах на животных, особенно на самках. Это подтверждает идею о том, что сочетание экспозиционная психотерапия В будущем применение препаратов, воздействующих на BDNF, TrkB или Nk3R, может стать более эффективным и специфическим подходом для людей с высоким риском развития расстройств, связанных со страхом.

Однако сами исследователи подчеркивают следующее: текущие ограниченияВо многих исследованиях для доставки BDNF непосредственно в мозг требуется хирургическое вмешательство; все потенциальные побочные эффекты манипулирования этой молекулой, участвующей во многих процессах (обучение, память, хроническая боль, нейроразвитие), до сих пор неизвестны, и существуют важные различия между тем, что наблюдается у лабораторных животных, и тем, что может произойти у людей.

Несмотря на эти меры предосторожности, совершенно очевидно, что глубокое понимание того, как BDNF и родственные молекулы модулируют память о страхе, открывает очень перспективную область: область исследований. комбинированные методы лечения которые не только психологически помогают справиться с травмой, но и используют возможности пластичности мозга, чтобы уменьшить эмоциональное воздействие наиболее тревожных воспоминаний и вернуть людям более спокойную и полноценную жизнь.