Ослабленная связь коры и таламуса нарушила социализацию мышей

Ученые выяснили, что после периода социальной изоляции в раннем возрасте у повзрослевших мышей нарушается связь между медиальной префронтальной корой и паравентрикулярным ядром таламуса. Стимуляция этой нейронной связи повышает социализацию мышей, которые выросли в одиночестве. Статья опубликована в журнале Nature Neuroscience.

Если в детстве человек или животное на время оказывается в социальной изоляции, во взрослом возрасте у него могут возникнуть проблемы с социализацией, а важные для социального поведения связи в мозге могут оказаться ослабленными. Так, воспитанники детских домов, которых еще в детстве взяли в приемную семью, лучше социализируются, а мыши, которых в возрасте месяца на две недели отсаживают в отдельную клетку, меньше других взаимодействуют с сородичами.

Ученые из США, Швеции и Японии под руководством Хирофуми Мориситы (Hirofumi Morishita) из Медицинской Школы Айкана в Маунт Синай исследовали, какие нейронные сети необходимы мышатам для нормального развития социального поведения. Для этого они сажали мышей в клетку с незнакомой особью и следили за тем, какие нейроны активны в этот момент. Затем за возбуждением этих нейронов следили у взрослых мышей, которые либо находились одни в возрасте от 21 до 35 дней, либо все время жили с сородичами, — тех «знакомили» либо с новой мышью, либо с новым предметом.

При знакомстве с сородичем у мышей активировались нейроны медиальной префронтальной коры, которые посылают сигналы в паравентрикулярное ядро таламуса, а также нейроны этого ядра. У мышей, которые выросли в окружении сородичей, такие проекции были более активными во время знакомства с новой мышью, чем с новым предметом. У тех же, кто провел часть детства в одиночестве, активация нейронов медиальной префронтальной коры была одинаковой как с новым предметом, так и с новой мышью.

Когда у мышей, выросших с сородичами, выключали нейроны, которые связывают медиальную префронтальную кору и паравентрикулярное ядро таламуса, те становились менее социальными: в тесте с тремя камерами, в одной из которых сидит другая мышь, они предпочитали находиться в пустом отсеке. Оптогенетическая стимуляция тех же нейронов, наоборот, увеличила социализацию мышей.

У мышей, которых изолировали в раннем возрасте, была нарушена передача сигнала из медиальной префронтальной коры в паравентрикулярное ядро таламуса: соответствующие нейроны коры были менее возбудимыми, в них чаще возникали спонтанные тормозные потенциалы, а тормозные сети, связанные с этими клетками, были чересчур активны. Интересно, что сразу после периода изоляции обе популяции нейронов работали так же, как и у проводивших детство с сородичами мышей, а нарушения появились лишь во взрослом мозге.

Тогда ученые искусственно простимулировали нейроны паравентрикулярного ядра, которые получают активацию от префронтальной коры, пока мыши проходила тест на социальность. В результате социальное поведение мышей восстановилось, и те стали больше времени проводить в отсеке с сородичем. Эффект сохранился и на следующий день, когда нейроны уже не стимулировали — значит, активации клеток паравентрикулярного ядра через проекции префронтальной коры достаточно, чтобы восстановить социализацию мышей.

Авторы обнаружили нисходящую проекцию в мозге мыши, которая критически необходима для нормальной социализации взрослых животных и нарушается после периода социальной изоляции в раннем возрасте. Эта проекция может стать мишенью для лечения расстройств социального поведения, например, при аутизме и шизофрении.

С нарушением социализации связаны и другие корково-подкорковые проекции: так, недавно обнаружили, что ослабление связи между корой и мозжечком связано с аутистическими симптомами. В этом случае, наоборот, активация, а не торможение этих проекций приводила к снижению социализации мышей.

Алиса Бахарева