Когда наш мозг получает информацию об окружающем мире и использует ее для управления нашими действиями, наш выбор определяется двумя ключевыми принципами: стремиться к удовольствию и избегать боли. Исследователи из лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) сосредоточились на центре обработки информации в мозгу мышей, чтобы выяснить, как нейроны распределяют труд, чтобы справиться с этими противоположными поведенческими мотивами.
Их работа, опубликованная 31 декабря 2019 года в журнале Neuron, показывает, что разные классы нейронов контролируют положительную и отрицательную мотивацию, посылая противоположные сигналы по общей мозговой цепи обработки мотивации. В конечном счете, баланс активности между этими двумя группами клеток может определить, будет ли человек стремиться к приятным переживаниям или избегать отрицательных, говорит профессор CSHL Бо Ли, руководивший исследованием.
Ли хочет понять, как мозг обрабатывает мотивацию, потому что поведение, которое они контролируют, часто нарушается у людей с психическими заболеваниями. Люди, страдающие депрессией, могут перестать делать то, что когда-то доставляло им удовольствие, например, тогда как люди с тревожными расстройствами могут пойти на большее, чтобы избежать потенциальных угроз.
Способность распознавать потенциальные награды или наказания и реагировать на них частично зависит от части мозга, называемой вентральным паллидумом. Исследователи наблюдали активность в этой области мозга, когда животные ищут награды, например глотка воды, или избегают наказания, например раздражающего дуновения воздуха. Ли хотел понять, как различные типы нейронов, расположенные в этой части мозга, обеспечивают адекватную реакцию животного на сигналы, связанные с обоими типами мотивации.
Для расследования его команда воспользовалась исследовательскими инструментами, которые позволили им отслеживать активность отдельных клеток мозга и подтверждать идентичность этих клеток с помощью вспышки света. Обучив мышей ассоциировать определенные звуки либо с глотком воды, либо с вдохом воздуха, Ли и его коллеги использовали эту технику для отслеживания нейронной активности в вентральном паллидуме. Они обнаружили, что нейроны, которые использовали нейротрансмиттер, известный как ГАМК, для ослабления активности в цепи, влияющей на мотивацию, были важны для мотивации мышей искать водное вознаграждение. С другой стороны, нейроны, которые использовали нейротрансмиттер, известный как глутамат, для возбуждения мозгового контура, были необходимы для предотвращения наказания воздушным потоком.
В более сложных ситуациях, когда животным представляли потенциал как для наказания, так и для вознаграждения, оба набора нейронов реагировали. Мыши сделали различный выбор в ответ на комбинированные раздражители: например, животные, испытывающие жажду, были более склонны рискнуть вдохнуть воздух, чтобы получить глоток воды, чем животные, которые только что напились. Но если команда искусственно изменила баланс активности в вентральном паллидуме, манипулируя одним или другим классом нейронов, они могли бы изменить поведение животных.
По словам Ли, этот баланс между сигналами, которые либо подавляют, либо возбуждают нейроны в вентральном паллидуме, имеет решающее значение для контроля того, на какую мотивацию действует животное. Теперь он хочет узнать, не нарушена ли она у людей с психическими расстройствами. "Изменения в поведении людей с депрессией или тревогой, вызванной стрессом, могут быть вызваны изменениями в этой цепи," он говорит. Благодаря новым открытиям его команда получила важные сведения о том, как более глубоко исследовать причины и симптомы этих расстройств.