Исследование на мышах показало, что стресс делает мозг более склонным к жесткому мышлению

Исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружили, что хронический стресс изменяет активность мозга, переключая её между двумя путями амигдала-стриатум, нарушая гибкость принятия решений и способствуя развитию фиксированных привычек. Исследование выявило различные роли для цепей базолатеральной амигдалы – дорсомедиального стриатума (BLA→DMS) и центральной амигдалы – дорсомедиального стриатума (CeA→DMS) в обучении на основе действия и результата, а также в формировании привычек.

Хронический стресс нарушает принятие решений, ориентированных на цель, что часто приводит к жестким, привычным моделям поведения, которые лежат в основе нескольких психиатрических заболеваний. Понимание нейронных цепей, участвующих в этом процессе, может пролить свет на уязвимости, характерные для расстройств, таких как зависимость, обсессивно-компульсивное расстройство и депрессия.

В исследовании «Двунаправленная архитектура стресса для нарушения агентности и продвижения привычек», опубликованном в журнале Nature, ученые использовали системный нейробиологический подход на самцах и самках мышей для раскрытия механизмов мозговой активности, лежащих в основе этих процессов.

Хронический умеренный непредсказуемый стресс был вызван путем псевдослучайного воздействия стрессоров, включая влажное постельное белье, наклон клетки, белый шум, постоянное освещение, физическое ограничение и электрический шок по лапкам на протяжении 14 дней.

Хотя уровень стресса был специально умеренным и не вызывал выраженной тревожности или фенотипов, похожих на депрессию, в классических тестах, уровни кортикостерона в крови были повышены, а масса тела уменьшилась у стрессированных мышей по сравнению с контрольными, что подтвердило индукцию стресса. Контрольные группы подвергались только обработке.

Группы мышей прошли короткие тренировочные сессии, в которых нажатия на рычаг приносили пищевые пеллеты. Используя фибро-фотометрию, исследователи записывали нейронные сигналы в различных проекциях амигдалы-стриатума. Оптогенетические и химогенетические манипуляции позволили точно определить, как эти цепи контролируют обучение, ориентированное на цель, или формирование привычек.

Поведенческие оценки включали задачи с нажатиями на рычаг по случайным графикам вознаграждения. Тесты на деградацию результата и контингентности измеряли обучение на основе действия и результата и формирование привычек.

Контрольные мыши уменьшали нажатия на рычаг, когда вознаграждение было обесценено, что указывает на сохранение агентности. Стрессированные мыши не проявляли чувствительности к обесцениванию, что указывает на нарушение обучения на основе действия и результата и преждевременное формирование привычек.

Активность нейронов в путях BLA→DMS и CeA→DMS записывалась с помощью фибро-фотометрии. Проекции BLA→DMS активировались вознаграждениями в процессе обучения у контрольных мышей, но были подавлены у стрессированных, нарушая ассоциации между действиями и результатами.

Напротив, проекции CeA→DMS, обычно неактивные на ранних стадиях обучения, начали постепенно активироваться после стресса, способствуя формированию привычек.

Оптогенетические и химогенетические манипуляции дополнительно прояснили функции этих путей. Ингибирование активности BLA→DMS во время обучения у неспрессированных мышей нарушало агентность.

Активация проекций BLA→DMS во время обучения восстанавливала агентность у стрессированных мышей. В то время как ингибирование проекций CeA→DMS во время обучения предотвращало стрессы, вызывающие привычки, активация этого пути у слегка стрессированных мышей способствовала формированию привычек. Ни одна из манипуляций не повлияла на приобретение инструментального обучения.

Результаты исследования показывают, что хронический стресс снижает гибкость принятия решений через путь BLA→DMS и активирует цепи CeA→DMS для продвижения жестких привычек. Эти результаты подчеркивают двоякое влияние амигдалы на дорсомедиальный стриатум в балансировании целей и привычных поведений при стрессе.

Также исследование предполагает, что уязвимости, вызванные стрессом, для компульсивного поведения, включая те, что связаны с зависимостью и другими психиатрическими заболеваниями, могут быть нацелены на конкретные мозговые цепи для терапевтического вмешательства.