В спинном мозге мышей обнаружили нейроны приятных прикосновений

Приятные ощущения от прикосновений передают нейроны с рецепторами к нейропептиду Prok2, который также связывают с ощущением боли и зуда. Эти клетки обнаружили в спинном мозге мышей после экспериментов, в которых животных гладили кисточками и анализировали связанные с этим процессом нейроны. Исследование опубликовано в журнале Science.

Тактильные ощущения важны не только чтобы напрямую получать информацию об окружающем — текстурах, формах и расположении, но и для анализа социального контекста. Как человеку, так и обезьянам, грызунам, птицам и насекомым приятный физический контакт помогает создавать социальные связи, укреплять привязанность и взаимность и даже определять иерархию. А вот тактильная депривация, наоборот, может обернуться проблемами с ментальным здоровьем.

Тактильная информация от рецепторов кожи передается на вставочные нейроны спинного мозга, которые образуют пучки – нервные волокна. В отличие от осязательной информации (давлении, текстурах), удовольствие от прикосновений передается по немиелинизированному типу таких волокон. Эти волокна называют медленными, поскольку вокруг них нет изолирующей миелиновой оболочки и сигнал передается хуже. До сих пор не было понятно, как именно медленные волокна передают ощущения удовольствия от касаний. 

Исследователи из Медицинской школы Университета Вашингтона под руководством Бенлонга Лию (Benlong Liu) изучили один из подтипов нейронов медленных волокон в спинном мозге — Prokr2. Эти нейроны несут рецепторы к возбуждающему нейропептиду — прокинетицину 2, который связывают с ощущением боли и зуда. Ученые предположили, Prokr2-нейроны могут передавать в мозг информацию о приятных касаниях.

Сначала ученые решили визуализировать нужный тип нейронов в спинном мозге и сопоставить его расположение с медленными волокнами. Для этого использовали линию трансгенных мышей, у которых ген рецептора «сшили» с геном зеленого светящегося белка, который и позволил увидеть нужные нейроны в микроскоп. Оказалось, Prokr2-нейроны расположены в субстанции Роланда спинного мозга – как раз в области немиелинизированных волокон. Это лишь усилило гипотезу о роли Prokr2 в передаче приятных тактильных ощущений.

Чтобы напрямую проверить ее, исследователи использовали мышей, у которых генетически «выключили» нейроны с рецепторами прокинетицина 2. С животными провели тесты на условное предпочтение места. Их поместили в клетки, разделенные на две зоны и гладили кисточкой, когда мышь прибегала в одну из них — так эту часть клетки мышь связывала с поглаживаниями. После такого обучения мышь снова помещали в клетку и проверяли, в какой из зон она проводит больше времени. 

Нормальные мыши без генетических вмешательств после обучения предпочитали находиться в той части клетки, где их гладили (р<0,01). После поглаживаний у них также замедлялось сердцебиение и повышался болевой порог (р<0,01). Все эти эффекты не сохранялись после выключения Prokr2-нейронов, что свидетельствует об их роли в передаче сигнала как приятного и предпочтительного. Такой же эффект наблюдался и при отключении самого прокинетицина 2, то есть нейроны с рецепторами получали сигнал именно через него.

Мыши без нейропептида также странно реагировали на стресс: проводили мало времени на свету и редко выходили в центр клетки в соответствующих тестах. Оба типа генетически модифицированных животных совсем не интересовались новыми мышами в клетке и не стремились их исследовать, а также не участвовали в физических контактах с соседями. Так исследователям удалось показать, что Prokr2-нейроны не только участвуют в передаче приятных тактильных ощущений в спинном мозге, но и необходимы для нормального поведения животных. 

Тактильный контакт не только помогает не тревожиться, но и способен снизить боль. Недавнее исследование показало, что боль чувствуется меньше, когда испытуемого держит за руку партнер. В таких экспериментах у пар даже синхронизировалась активность мозга в мю-диапазоне.

Анна Муравьёва