Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 143: что заставляет нас чувствовать боль?

«Выключение» островковой коры у мышей, испытывающих болезненные ощущения, привело к снижению реакции на боль. Вместе с этим снизилась способность мышей учиться избегать болевые раздражители. Исследование опубликовано на страницах журнала Science.

Credit: Aiste Baleisyte (EPFL)

Острая боль, как, например, при ударе мизинцем ноги об угол стола, вызывает резкое неприятное ощущение, которое запоминается надолго. Таким образом формируется опыт, позволяющий избегать угроз в дальнейшем. Такой механизм лежит в основе инстинкта самосохранения и помогает выживать животным и людям. Но какая часть мозга отвечает за это?

Мы уже знаем, что важную роль в формировании болевого опыта и эмоциональных реакций играет миндалевидное тело, расположенное в височных областях мозга. Однако, до сих пор не было понятно, откуда же миндалевидное тело получает сигналы. Ученые из лаборатории Ральфа Шнеггенбургера (Ralf Schneggenburger) в Федеральном Политехническом Институте Лозанны обнаружили, что «предупреждения» в миндалевидное тело посылает островковая кора, расположенная в глубине латеральной борозды.

Чтобы определить роль островковой коры в формировании реакции на боль, ученые использовали оптогенетический метод– генетически модифицированных мышей, «встроив» активируемые светом ионные каналы в специфические нейроны в мозге мышей. Короткими импульсами лазера можно было отключать электрическую активность нейронов в определенных зонах коры таких мышей. Легкий удар током по лапке вызывал у мышей болезненную реакцию, а подача звукового стимула перед ударом тока должна была сформировать память об угрозе.

В ходе эксперимента ученые отключали островковую кору во время болезненного удара током и обнаружили, что мыши стали практически бесстрашными. Кроме того, способность мышей учиться на болезненном событии оказалась значительно снижена: в отличие от контрольной группы они не замирали, услышав звуковой сигнал – предупреждение о последующем электрическом разряде. Исследователи предположили, что причиной этому служит ослабление неприятных ощущений, которые нужны для закрепления опыта.

Исследование демонстрирует, что, помимо информирования нашего мозга о состоянии тела (интероцептивное самосознание), островковая кора может отправлять сильный предупреждающий сигнал другим областям мозга, участвующим в формировании памяти о неприятном событии.

«Наше исследование механизмов кодирования боли в мозге – вместе с будущими исследованиями механизмов пластичности – может иметь отношение к разработке методов лечения психических заболеваний, таких как тревожность и посттравматические стрессовые расстройства», – комментирует руководитель исследования Ральф Шнеггенбургер.

Текст: Диана Галимова

Insular cortex processes aversive somatosensory information and is crucial for threat learning by Emmanuelle Berret, Michael Kintscher, Shriya Palchaudhuri, Wei Tang, Denys Osypenko, Olexiy Kochubey, Ralf Schneggenburger in Science, May 2019.

https://doi.org/10.1126/science.aaw0474