Команда нейробиологов определила процессы, которым подвергается мозг, чтобы отличить реальные и настоящие опасности от тех, которые связаны с прошлым опытом у мышей. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, имеют важное значение для нашего понимания посттравматического стрессового расстройства (ПТСР)-заболевания, характеризующегося неспособностью различать прошлые и настоящие опасности или распознавать "безопасные" ситуации.

"Воспоминания о травматическом эпизоде могут длиться долго", - говорит профессор Эрик Кланн, директор Центра нейронных наук Нью-Йоркского университета и старший автор статьи. - Но мы можем использовать такие воспоминания избирательно: предсказывать и реагировать на последующую, связанную с ней опасность, а также распознавать, когда угрозы не существует. Это особенно важно для выживания в условиях неопределенности, например в зоне конфликта или во время социальных волнений."

"Это имеет значительные последствия для расстройств памяти, таких как ПТСР, когда пациенты с трудом различают сигналы безопасности и угрозы", - добавляет ведущий автор Прерана Шреста, постдокторский исследователь Центра нейронных наук Нью-Йоркского университета.

Исследование, в котором также участвовали исследователи из Рокфеллеровского университета и Университета Макгилла, было сосредоточено на неврологических процессах, которые используют мыши для проведения этих различий.

Как отмечают исследователи, умение распознавать сигналы и адекватно реагировать на них в неопределенной среде имеет решающее значение для выживания животных. В частности, сигналы, которые надежно предсказывают опасность, подсказывают поведение, такое как замораживание, чтобы избежать обнаружения. Однако наряду с сигналами, предсказывающими угрозу, неопределенная окружающая среда может представлять сигналы, которые предсказывают безопасность-или, в частности, отсутствие опасности. Таким образом, животные должны реагировать на сигнал, предсказывающий угрозу, защитным поведением и, наоборот, на сигналы безопасности, прекращая реакцию на угрозу и возобновляя нормальное поведение.

В исследовании природы ученые стремились идентифицировать клеточные молекулы, или субстраты, для долговременного хранения воспоминаний, связанных с угрозой и безопасностью.

Давно установлено, что область мозга, миндалевидное тело, играет фундаментальную роль в обработке и хранении информации, связанной с эмоциями. Менее понятны, однако, клеточные механизмы и архитектура, лежащие в его основе—в частности, идентичность типов клеток, которые хранят информацию, связанную с сигналами, и позволяют животным реагировать соответствующим образом даже после значительного времени, прошедшего после первоначального воздействия угрозы.

Также хорошо изучено формирование и закрепление долговременных воспоминаний, которые происходят через изменения в клеточном ландшафте белков-динамика, которая фиксирует существенные особенности события, частично путем синтеза новых белков.

В новой работе ученые стремились лучше понять эти механизмы, нарушая ключевые этапы синтеза белка в определенных типах клеток—маневр, который выявил бы их значимость. Эта процедура позволила исследователям выявить ключевых участников этого сложного процесса.

Чтобы сделать это, они исследовали и нарушили сборку двух белковых комплексов, которые имеют решающее значение для синтеза новых белков. Первый белковый комплекс содержит eIF2, который участвует в добавлении первой аминокислоты к синтезируемому белку. Второй белковый комплекс содержит eIF4E, который связывается с защищенной "шапкой" мессенджерной РНК, необходимой для их трансляции в белок. Примечательно, что они обнаружили, что синтез белка в специфических ингибирующих нейронах миндалевидного тела—соматостатин-экспрессирующих нейронах—имеет решающее значение для хранения информации о вызванной угрозе, тогда как синтез белка в PKCδ-экспрессирующих нейронах необходим для хранения дополнительной информации о сигналах безопасности.

Ранее было показано, что активность в этих популяциях нейронов связана с обработкой сигналов, связанных с угрозой; однако это первое исследование, связывающее необходимость синтеза новых белков в этих нейронах со стабилизацией долговременных эмоциональных воспоминаний.

Исследование финансировалось грантами Национального института здравоохранения (R37-NS034007, R01-NS047384) и Фонда исследований мозга и поведения (26696).

В соответствующем исследовании, также опубликованном в этом выпуске Nature, исследователи из Университета Макгилла, Монреальского университета и Хайфского университета также изучили eIF2 в различных типах нейронов. Они обнаружили, что увеличение белкового комплекса eIF2 в соматостатин-экспрессирующих ингибиторных нейронах, что приводит к увеличению синтеза белка, повышает консолидацию долговременной памяти.

Вместе оба исследования освещают ранее неизвестные способы, которыми белковый комплекс eIF2 калибрует силу страшных воспоминаний.

ИСТОЧНИК