Нейроны голода формируют префронтальную кору 

AgRP-нейроны в гипоталамусе играют критическую роль не только в возникновении чувства голода, но также в формировании префронтальной коры. Новое исследование проливает свет на то, как префронатальная кора изменяется при различных психических заболеваниях, а также открывает новые горизонты в области терапии. Исследование опубликовано в журнале Molecular Psychiatry.

Нейрон гипоталамуса (В) проецируются в вентральную область покрышки (С), аксоны из которой направляются в префронтальную кору (А). Посредством этого пути клетки AgRP в гипоталамусе влияют на структуру и функцию коры. CreditYale University


Префронтальная кора играет важную роль в ряде сложнейших функций головного мозга: от механизма принятия решений до определенных типов памяти. Функциональные изменения этой области могут привести в итоге к различным нарушениям памяти, а также к психическим заболеваниям, таким как шизофрения или большое депрессивное расстройство.

В свою очередь нейроны гипоталамуса, экспрессирующие агути-подобный пептид и нейропептид-Y (AgRP) участвуют как в пищевом, так и в непищевом поведении новорожденных, подростков и взрослых, что предполагает их широкое модулирующее влияние на функции мозга. 

Исследуя то, как функционирует префронтальная кора и как формируется ее структура, ученые из Йельского университета и их коллеги из Венгрии сосредоточились на роли AgRP-нейронов. «Отключив» у мышей AgRP-нейроны, ученые обнаружили, что в префронтальной коре плотность клеток у исследуемых мышей оказалась ниже, чем у здоровых животных.

«Оставшиеся нейроны были меньших размеров, чем обычно, и вели себя иначе в ответ на сигналы от тела и от окружающих клеток», — отмечают ученые.

Они обнаружили, что выключение AgRP нейронов повышало активность структуры среднего мозга, известной как вентральная область покрышки, которая в итоге высвобождала большее количество нейромедиатора дофамина. Это негативно влияло на поведение мышей, которые двигались гораздо активнее, находясь в состоянии постоянного стресса. 

Однако подобная реакция вполне логична, так как эти нейроны, контролирующие процессы голода и приема пищи, влияют и на модель поведения в целом. Как объясняют авторы: «Когда вы голодны, организму нужно выстроить все свои действия так, чтобы вы могли найти еду. Как только голод будет утолен, требуется вновь изменить модель поведения, сосредоточившись на том, что важно в данный момент».

Далее исследователи попытались нивелировать негативное влияние поврежденных клеток AgRP на кору. Некоторым мышам ввели клозапин – антипсихотический препарат, блокирующий рецепторы дофамина, что предотвращало пагубное влияние повышенного содержания нейромедиатора. Критически важную роль в этом «лечении» играло время. В ходе исследования нарушения начали проявляться в период полового созревания, когда мозг еще развивается и уязвим. Именно тогда введение клозапина оказывало наибольший эффект.

Эта работа позволяет пролить свет не только на сами процессы формирования психических нарушений, но и на роль временного фактора в развитии патологий, которые часто проявляются в позднем подростковом возрасте. Также становится более понятным то, почему употребление психоактивных веществ в этот период может иметь долгосрочные последствия для поведения и физиологии.

Эти результаты способны помочь в разработке новых целей для лечения. Клетки AgRP в гипоталамусе находятся за пределами гематоэнцефалического барьера, что делает их идеальной мишенью для возможного терапевтического вмешательства.


ТекстСавва Запекин

AgRP neurons control structure and function of the medial prefrontal cortex by Stutz, B., Waterson, M.J., Šestan-Peša, M. et al. Mol Psychiatry  2022. https://doi.org/10.1038/s41380-022-01691-8

https://doi.org/10.1038/s41380-022-01691-8