Nature: ацетилхолин позволяет мозгу переключаться между поведенческими шаблонами
Нейробиологи Окинавского института науки и технологий установили, что ключевую роль в способности мозга отказываться от сложившихся привычек играет ацетилхолин — нейромедиатор, который выделяют холинергические интернейроны полосатого тела. Именно его дефицит или нарушение регуляции лежат в основе обсессивно-компульсивного расстройства, зависимостей и болезни Паркинсона. Результаты опубликованы в журнале Nature Neuroscience.
Мозг постоянно балансирует между двумя режимами: автоматическим выполнением привычных действий и гибким переключением при изменении обстоятельств. Исследователи воспроизвели у мышей ситуацию, когда обученное поведение переставало приносить награду, — и проследили, как животные адаптируются к изменившимся правилам. Оказалось, что высвобождение ацетилхолина в полосатом теле — структуре мозга, связанной с формированием привычек, — является необходимым и достаточным условием для успешной смены поведенческого шаблона.
При подавлении активности холинергических интернейронов мыши продолжали следовать устаревшей стратегии, даже когда это давно переставало давать результат: нейронные цепи, закрепившие привычку, оставались доминирующими. Когда же активность интернейронов искусственно усиливалась, животные значительно быстрее осваивали новые решения. Это прямо указывает на то, что ацетилхолин выступает молекулярным "сигналом сброса" для устоявшихся нейронных паттернов.
При болезни Паркинсона, ОКР и многих формах химической зависимости холинергические интернейроны функционируют с нарушениями: они либо слишком активны, либо недостаточно реагируют на смену контекста. Терапевтические подходы, точно настраивающие ацетилхолиновый сигнал в нужных участках полосатого тела, могут существенно улучшить когнитивную гибкость у таких пациентов и снизить выраженность навязчивых симптомов.
Следующий этап исследований — разработка оптогенетических и фармакологических протоколов, позволяющих управлять активностью интернейронов с анатомической точностью. Авторы убеждены, что понимание того, как мозг "перезаписывает" привычку на нейрохимическом уровне, открывает принципиально новый класс терапий для расстройств, при которых навязчивое поведение выходит из-под сознательного контроля.