У мозку миші було виявлено два нервові шляхи: перший активний під час мотивації; другий активний лише за припинення мотивації. У людей ці шляхи можуть лежати основу мотиваційних дисфункцій, присутніх при різних психіатричних станах. Результати дослідження опубліковано у журналі Current Biology.
Співробітники Університету Алабами в Бірмінгемі та Національного інституту психічного здоров’я (NIMH) з’ясували, як дві основні субпопуляції нейронів у частині таламуса головного мозку (паравентрикулярному ядрі, paraventricular nucleus of hypothalamus, далі — PVN), беруть участь у процесі досягнення мети. Нове дослідження дає уявлення про механізми, з допомогою яких мозок відстежує мотивацію на формування дій.
У ході експерименту мишей навчили поведінки, схожої на пошук їжі. Вони використовували схожий на коридор вольєр із тригерною зоною на одному кінці та зоною винагороди на іншому, на відстані трохи більше метра.
Миші навчилися чекати в тригерній зоні дві секунди, поки звуковий сигнал не запускав їхнє поведінкове завдання, схоже на пошук їжі. Потім тварина рухалася вперед у своєму темпі до зони винагороди, щоб отримати невелику «проміжну винагороду. Щоб завершити випробування, мишам потрібно було залишити зону винагороди, повернутися до зони тригера та дочекатися наступного звукового сигналу. Тварини швидко навчалися та були дуже залучені, зазначили вчені.
Потім дослідники використовували оптичну фотометрію та датчик кальцію GCaMP для безперервного моніторингу активності двох основних субпопуляцій нейронів PVT. Їх ідентифікували за наявністю або відсутністю рецептора дофаміну D2 — PVT D2(+) або PVT D2(-) відповідно. Дофамін — це нейромедіатор, який дозволяє нейронам спілкуватися один з одним.
Виявилося, що нейрони PVT D2(+) та PVT D2(-) кодують виконання та завершення цілеспрямованих дій відповідно. Нейрони PVT D2(+) показали підвищену активність під час підходу до винагороди та зниження активності при завершенні випробування. І, навпаки, нейрони PVT D2(-) показали зниження активності під час підходу до винагороди та підвищення активності під час завершення випробування.
- Зміна руху очей «передбачає» втрату слуху в майбутньому
- Вчені назвали 11 смачних продуктів для зниження апетиту
- Музику і розлучення назвали факторами довгого життя
Те, що всередині PVT-нейронів існує різноманітність, — це нова інформація, розповіли вчені. «Крім того, результати нашого дослідження дуже важливі, оскільки вони допомагають інтерпретувати суперечливі та заплутані дані в літературі щодо функції PVT», – додали автори експерименту.
Довгий час області таламуса, такі як PVT, вважалися просто ретрансляційною станцією мозку. Тепер дослідники зрозуміли, що PVT обробляє інформацію, переводячи стани потреб, отримані з гіпоталамуса, мотиваційні сигнали через проєкції аксонів, включаючи аксони PVT D2(+) і PVT D2(-), в прилегле ядро, або NAc. Воно грає вирішальну роль навчанні та реалізації цілеспрямованої поведінки. Аксон — це довгий циліндричний відросток нервової клітини, яким нервові імпульси йдуть від тіла клітини (соми) до іннервованих органів та інших нервових клітин.
В цілому дослідження показало, що активність задніх PVT- нейронів D2(+) збільшується під час пошуку винагороди і формується під впливом мотивації.