Преодолеть страх помогут правильные бактерии. Новое открытие сделали в США
Участие микробов кишечника в регуляции поведения, связанного со страхом, доказали американские ученые, сообщает 24 октября научный журнал Nature.
Ученым давно уже было известно о влиянии живущих в нас микроорганизмов — бактерий, простейших, грибов, вирусов (их совокупность ученые называют теперь микробиотой) — на такие физиологические процессы, как развитие, метаболизм и функции иммунных клеток, восприимчивость к различным воспалительным заболеваниям.
Читайте также: Ученые США доказали влияние микрофлоры кишечника на развитие аутизма
Но буквально в течение нескольких последних лет были выявлены совершенно новые стороны воздействия микробиоты на наш организм, а именно на поведенческие реакции и даже психоневрологические расстройства. Было показано, что изменения в составе микроорганизмов пищеварительного тракта могут также модулировать поведение хозяина. Они влияют на социальную активность, стресс, тревожность, являются факторами развития депрессии или аутизма.
Однако сами механизмы, с помощью которых микробиота влияла на активность нейронов и, следовательно, поведение индивидуума, оставались недостаточно изучены.
Коллектив ученых из США под руководством профессора Дэвида Артиса из департамента Иммунологии и микробиологии Корнельского университета Нью-Йорка, ставя эксперименты на животных, показал, что манипулирование микробиотой, например, через антибиотики, приводит к изменению реакций по преодолению страха. И что данные механизмы идут через изменение синаптических контактов нервных клеток.
В своем эксперименте ученые работали с двумя группами мышей. Первая группа мышей в начале опыта принимала сильные антибиотики, что разрушило значительную часть бактериальной микрофлоры животных. Второй группе мышей антибиотиков не давали.
Затем ученые с целью формирования у грызунов условного рефлекса на раздражитель (принцип формирования условного рефлекса был описан еще академиком Павловым в начале XX-го века) воспроизводили определенный пугающий звук, во время которого зверек получал легкий, но болевой электрический удар по лапкам. В результате мыши выработали четкую ассоциацию звука с болевыми ощущениями и каждый раз замирали, услышав подобный тон.
Далее авторы статьи, продолжая воспроизводить звук, перестали бить зверьков по лапкам электрическим импульсом. Ученые проследили, за какое время мыши, услышав упомянутый звук, перестанут замирать, т. е. когда у них исчезнет условный рефлекс «страха» на данный раздражитель.
Оказалось, что вторая группа мышей, не получившая коктейль антибиотиков в начале эксперимента, уже через три дня перестала реагировать на звук, тогда как мыши с микробиотой, уничтоженной антибиотиками, продолжали всё еще цепенеть.
Гистологический анализ мозга мышей показал, что две группы мышей различались по активности нейронов в области мозга, известной как медиальная префронтальная кора (эта область мозга связана со страхом и обучением). Так называемые возбуждающие нейроны в данной области мозга у подвергшихся воздействию антибиотиков животных не могли надлежащим образом образовывать дендритные шипики и синаптические контакты, которые задействованы в обмене информацией между нервными клетками.
А ведь способность нейронов создавать новые синапсисы и поддерживать имеющиеся является базой синаптической пластичности, лежащей в основе процессов обучения и памяти.
Молекулярный анализ указанной области мозга мышей также выявил изменения в экспресии генов в возбуждающих нейронах и окружающих их клетках глии (глия — это вспомогательные клетки мозга, окружающие и защищающие нейроны). Биохимические измерения показали, что у первой группы мышей значительно понижено содержание четырех важных метаболитов, влияющих на функционирование мозга и поведение. Данные метаболиты играют значительную роль в формировании таких нервно-психических расстройств, как шизофрения и аутизм.
Исследователи считают, что данное открытие может дать новое понимание некоторых психических заболеваний.
Читайте также: Диабет: виноваты вирусы?
Напомним, что условный рефлекс — это приобретенный рефлекс, присущий отдельному индивиду. Условные рефлексы возникают при определенных условиях и исчезают при их отсутствии. Изучение условных рефлексов связано с именем выдающегося русского и советского ученого И. П. Павлова и с его опытами на собаках. За свои труды в области физиологии пищеварения И. П. Павлов был удостоен Нобелевской премии по физиологии или медицине в 1904 году.
