Влияние распространяющейся деполяризации, вызванной локальным повреждением миндалины, на аверсивную память у крыс
- Авторы: Смирнова М.П.1, Павлова И.В.1, Виноградова Л.В.1
-
Учреждения:
- Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук
- Выпуск: Том 18, № 4 (2023)
- Страницы: 727-730
- Раздел: Материалы конференции
- URL: https://ogarev-online.ru/2313-1829/article/view/256309
- DOI: https://doi.org/10.17816/gc623274
- ID: 256309
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Распространяющаяся деполяризация (РД) — это волна интенсивной нейроглиальной деполяризации, являющаяся одним из компонентов острой реакции мозга на его повреждение различной природы. В ходе клинических исследований с помощью внутричерепной регистрации активности коры у пациентов с разными формами инсульта и черепно-мозговой травмы было обнаружено, что РД с высокой вероятностью возникает в коре при этих типах повреждения мозга [1]. Стоит отметить, что локальные внутримозговые инъекции препаратов экспериментальным животным или функциональные стереотаксические операции у пациентов связаны с повреждением не только коры, но и подкорковых структур мозга. Большинство исследований ограничено изучением РД в неокортексе, однако известно, что она может возникать почти во всех структурах головного мозга, хотя их уязвимость к РД может сильно отличаться [2]. Механизмы разной чувствительности глубоких структур мозга к распространяющейся депрессии исследованы крайне слабо. Недавно мы обнаружили, что РД может возникать при локальном микроповреждении миндалины, но с более низкой вероятностью, чем в неокортексе [3]. Миндалина — это структура, находящаяся в височной доле головного мозга, высоко уязвимая к повреждению и участвующая в регуляции эмоционального поведения [4]. Она играет ключевую роль в формировании аверсивной памяти и патогенезе посттравматических стрессовых расстройств. Предполагается, что она может участвовать в развитии поведенческих нарушений после повреждения мозга. У пациентов, перенёсших черепно-мозговую травму или инсульт, часто наблюдаются когнитивные нарушения, посттравматическое стрессовое расстройство, генерализованное тревожное расстройство и другие психоэмоциональные нарушения. Механизмы, лежащие в основе такого поведенческого дефицита, а также роль РД в их развитии остаются малоизученными.
В настоящем исследовании мы оценили влияние локального микроповреждения миндалины и вызванной им волны распространяющейся деполяризации на аверсивную память у крыс. Для повреждения нервной ткани мы использовали метод, который используется для локального внутримозгового введения препаратов. Для этого тонкую иглу (30 G) вводили через хронически вживлённую направляющую канюлю (23 G) в миндалину. Поведение животных оценивали с использованием парадигмы классического павловского условнорефлекторного страха. Вначале у животных вырабатывали условный оборонительный рефлекс на звук. Успешность выработки рефлекса оценивали в тесте 1 через 24 часа. Билатеральное микроповреждение миндалины проводили через 1 час после теста 1. Влияние микроповреждения миндалины на поведение оценивали через 24 часа в тесте 2. Затем в течение двух последовательных дней проводили угашение условнорефлекторного страха.
У части животных билатеральное повреждение миндалины индуцировало волну РД в обоих полушариях, у других — только в одном полушарии, и у третьих волна РД не возникала. Ни повреждение, ни РД не вызывали значимых изменений условнорефлекторного страха через 24 часа (тест 2), но влияли на последующее угашение аверсивной памяти. Данный эффект зависел от того, возникла ли волна РД в ответ на повреждение или нет. Если волна РД не возникла, то угашение условнорефлекторного страха было нарушено, и животные проявляли высокий уровень замирания на звук. Если же микроповреждение миндалины индуцировало РД, то аверсивная память успешно угашалась. Эти данные свидетельствуют о возможной роли РД в угашении аверсивной памяти.
Полученные результаты важны для понимания базовых механизмов психоэмоциональных нарушений, связанных с повреждением мозга, и для поиска эффективной терапевтической стратегии их лечения. Кроме того, полученные данные могут быть полезны при планировании и интерпретации результатов экспериментов с использованием локальных внутримозговых микроинъекций.
Ключевые слова
Полный текст
Распространяющаяся деполяризация (РД) — это волна интенсивной нейроглиальной деполяризации, являющаяся одним из компонентов острой реакции мозга на его повреждение различной природы. В ходе клинических исследований с помощью внутричерепной регистрации активности коры у пациентов с разными формами инсульта и черепно-мозговой травмы было обнаружено, что РД с высокой вероятностью возникает в коре при этих типах повреждения мозга [1]. Стоит отметить, что локальные внутримозговые инъекции препаратов экспериментальным животным или функциональные стереотаксические операции у пациентов связаны с повреждением не только коры, но и подкорковых структур мозга. Большинство исследований ограничено изучением РД в неокортексе, однако известно, что она может возникать почти во всех структурах головного мозга, хотя их уязвимость к РД может сильно отличаться [2]. Механизмы разной чувствительности глубоких структур мозга к распространяющейся депрессии исследованы крайне слабо. Недавно мы обнаружили, что РД может возникать при локальном микроповреждении миндалины, но с более низкой вероятностью, чем в неокортексе [3]. Миндалина — это структура, находящаяся в височной доле головного мозга, высоко уязвимая к повреждению и участвующая в регуляции эмоционального поведения [4]. Она играет ключевую роль в формировании аверсивной памяти и патогенезе посттравматических стрессовых расстройств. Предполагается, что она может участвовать в развитии поведенческих нарушений после повреждения мозга. У пациентов, перенёсших черепно-мозговую травму или инсульт, часто наблюдаются когнитивные нарушения, посттравматическое стрессовое расстройство, генерализованное тревожное расстройство и другие психоэмоциональные нарушения. Механизмы, лежащие в основе такого поведенческого дефицита, а также роль РД в их развитии остаются малоизученными.
В настоящем исследовании мы оценили влияние локального микроповреждения миндалины и вызванной им волны распространяющейся деполяризации на аверсивную память у крыс. Для повреждения нервной ткани мы использовали метод, который используется для локального внутримозгового введения препаратов. Для этого тонкую иглу (30 G) вводили через хронически вживлённую направляющую канюлю (23 G) в миндалину. Поведение животных оценивали с использованием парадигмы классического павловского условнорефлекторного страха. Вначале у животных вырабатывали условный оборонительный рефлекс на звук. Успешность выработки рефлекса оценивали в тесте 1 через 24 часа. Билатеральное микроповреждение миндалины проводили через 1 час после теста 1. Влияние микроповреждения миндалины на поведение оценивали через 24 часа в тесте 2. Затем в течение двух последовательных дней проводили угашение условнорефлекторного страха.
У части животных билатеральное повреждение миндалины индуцировало волну РД в обоих полушариях, у других — только в одном полушарии, и у третьих волна РД не возникала. Ни повреждение, ни РД не вызывали значимых изменений условнорефлекторного страха через 24 часа (тест 2), но влияли на последующее угашение аверсивной памяти. Данный эффект зависел от того, возникла ли волна РД в ответ на повреждение или нет. Если волна РД не возникла, то угашение условнорефлекторного страха было нарушено, и животные проявляли высокий уровень замирания на звук. Если же микроповреждение миндалины индуцировало РД, то аверсивная память успешно угашалась. Эти данные свидетельствуют о возможной роли РД в угашении аверсивной памяти.
Полученные результаты важны для понимания базовых механизмов психоэмоциональных нарушений, связанных с повреждением мозга, и для поиска эффективной терапевтической стратегии их лечения. Кроме того, полученные данные могут быть полезны при планировании и интерпретации результатов экспериментов с использованием локальных внутримозговых микроинъекций.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Источник финансирования. Работа поддержана грантом РНФ № 22-15-00327.
Об авторах
М. П. Смирнова
Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: rymarik@gmail.com
Россия, Москва
И. В. Павлова
Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук
Email: rymarik@gmail.com
Россия, Москва
Л. В. Виноградова
Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук
Email: rymarik@gmail.com
Россия, Москва
Список литературы
- Lauritzen M., Strong A.J. ‘Spreading depression of Leão’ and its emerging relevance to acute brain injury in humans // Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 2017. Vol. 37, N 5. P. 1553–1570. doi: 10.1177/0271678X16657092
- Andrew R.D., Hartings J.A., Ayata C., et al. The Critical Role of Spreading Depolarizations in Early Brain Injury: Consensus and Contention // Neurocritical Care. 2022. Vol. 37 (Suppl 1). P. 83–101. doi: 10.1007/s12028-021-01431-w
- Vinogradova L.V., Rysakova M.P., Pavlova I.V. Small damage of brain parenchyma reliably triggers spreading depolarization // Neurological Research. 2020. Vol. 42, N 1. P. 76–82. doi: 10.1080/01616412.2019.1709745
- Gafford G., Ressler K. Mouse models of fear-related disorders: Cell-type-specific manipulations in amygdala // Neuroscience. 2016. Vol. 321. P. 108–120. doi: 10.1016/j.neuroscience.2015.06.019
Дополнительные файлы
