Исследователи из Института биологических исследований Солка обнаружили в мозге специфическую группу нейронов, которые связывают физическую боль с эмоциональными переживаниями и позволяют мозгу «запоминать» угрозы. Результаты их работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Центральными в этом процессе оказались нейроны CGRP, находящиеся в таламусе — области мозга, отвечающей за обработку сенсорной информации. Эти нейроны получают сигналы непосредственно от спинного мозга, из области заднего рога, где болевые сигналы впервые поступают в центральную нервную систему.
Чтобы отслеживать активность таких клеток, ученые использовали метод фиброфотометрии, позволяющий в реальном времени наблюдать за активностью нейронов. Лабораторных мышей подвергали различным раздражителям, таким как механическое давление, высокая температура и воспалительные агенты.
Выяснилось, что чем сильнее был болевой стимул, тем активнее становились нейроны CGRP. Например, при слабом давлении на лапу мыши изменения в их активности были минимальны, но при усилении давления до 300 граммов активность заметно возрастала. Похожая динамика отмечалась и при воздействии температурой.
Искусственная активация нейронов CGRP вызывала у мышей страх даже в отсутствие реальной боли. Посредством оптогенетики — метода управления активностью клеток с помощью света — исследователи активировали эти нейроны вместе с безвредными звуками. Позже, услышав эти звуки, животные демонстрировали признаки страха, как будто перед реальной угрозой.
По словам ученых, нейроны CGRP не только передают сигналы боли, но и играют важную роль в формировании долгосрочных эмоциональных ассоциаций, что приводит к превращению боли в психологический стресс. Эти нейроны могут иметь ключевое значение в развитии хронической боли и тревожных расстройств.
Авторы работы отмечают, что нейроны CGRP экспрессируют гены, связанные с состояниями, такими как мигрени и врожденная нечувствительность к боли. Это открытие может привести к созданию новых методов лечения болевых синдромов и эмоциональных нарушений, связанных с хронической болью.
Ранее было обнаружено, что решение головоломок способствует образованию новых нейронов.