Дослідження мишей показує, чому звички важко порушити

Для багатьох наша новорічна постанова про зменшення споживання солодощів вже впала у важкі часи. Нове дослідження виявляє, що звичка ласунців залишає тривалий слід у конкретних ланцюгах мозку, готуючи нас до того, щоб годувати свою тягу.

Як опубліковано в журналі Нейрон, Вчені Університету Дюка вважають, що їхні результати покращать розуміння того, як такі звички, як цукор та інші пороки, змінюють мозок. Більше того, нове розуміння того, як звички впливають на мозок, сподіваємось, призведе до нових стратегій їх порушення.

"Одного разу ми зможемо націлити ці ланцюги на людей, щоб допомогти пропагувати звички, які ми хочемо, і викинути ті, які ми не хочемо", - сказала старший дослідник дослідження Ніколь Калакос, доктор медичних наук, доктор філософії.

Калакос, фахівець з адаптації мозку, об’єднався з Генрі Інем, експертом з тваринних моделей звички поведінки у відділі психології та неврології Дюка. Обидва вчені також є членами Інституту герцогівських наук про мозок.

Їхні групи тренували здорових мишей для формування звичок до цукру різного ступеня тяжкості - процес, що передбачав натискання на важіль для отримання крихітних солодощів. Тварини, які зачепилися, продовжували натискати на важіль навіть після того, як ласощі були вилучені.

Потім дослідники порівняли мозок мишей, які сформували звичку, з тими, які цього не зробили. Зокрема, команда вивчала електричну активність в базальних гангліях - складну мережу областей мозку, яка контролює рухові дії та компульсивну поведінку, включаючи наркоманію.

У базальних гангліях два основні типи шляхів несуть протилежні повідомлення: Один несе сигнал «йти», який стимулює дію, інший - сигнал «зупинки».

Експерименти аспіранта з нейробіології Дюка Джастіна О’Хара виявили, що шляхи зупинки та руху були більш активними у мишей, що живуть із цукром. О'Харе сказав, що не очікував, що сигнал зупинки однаково посилиться в мозку звичок, оскільки це традиційно розглядається як фактор, який допомагає запобігти поведінці.

Дослідники також виявили зміну часу активації у двох шляхах. У мишей, які сформували звичку, шлях переходу вмикався до шляху зупинки. У незвичних мозках сигнал зупинки передував руху. Ці зміни в схемі мозку були настільки тривалими і очевидними, що групі можна було передбачити, які миші сформували звичку, просто подивившись на окремі шматочки мозку в чашці Петрі.

Раніше вчені зазначали, що ці протилежні основні ганглієві шляхи, здається, перебувають у перегонах, хоча ніхто не показав, що звичка дає фору ходу. О’Хер сказав, що це пов’язано з тим, що сигнали руху і зупинки не вивчались одночасно в одному мозку. Але нові стратегії маркування, які використовували вчені Герцога, дозволили дослідникам вимірювати активність у десятках нейронів в обох шляхах одночасно, у однієї і тієї ж тварини.

"Початок шляху просування має сенс", - сказав Калакос. "Це може призвести тварину до того, що вона частіше бере участь у цій поведінці". Дослідники перевіряють цю ідею, а також досліджують, як взагалі відбуваються перестановки у діяльності.

Цікаво, що група зауважила, що зміни в активності руху і зупинки відбувалися по всій області базальних гангліїв, які вони вивчали, на відміну від конкретних підгруп клітин мозку. О’Харе сказав, що це може бути пов’язано із спостереженням, що залежність від однієї речі може зробити людину більш схильною також до інших нездорових звичок або звичок.

Щоб перевірити, чи зможуть вони позбутися звички, дослідники заохочували мишей змінити звичку, винагороджуючи їх, лише якщо вони перестали натискати на важіль. У мишей, які найуспішніше кинули куріння, були слабші клітини go. Але як це може перетворитися на допомогу людям зі шкідливими звичками, досі незрозуміло. Оскільки базальні ганглії беруть участь у широкому спектрі функцій, може бути складно орієнтуватися на ліки.

Дослідження дає біологічне пояснення успіху нових методів лікування наркоманії за допомогою електричної або магнітної стимуляції.

Калакос пояснює, що деякі дослідники починають досліджувати можливість лікування наркоманії за допомогою транскраніальної магнітної стимуляції або ТМС, неінвазивної методики, яка використовує магнітні імпульси для стимулювання мозку.

"TMS - це шлях до доступу до цих ланцюгів при більш важких захворюваннях", - сказала вона, зокрема, націлюючись на кору, область мозку, яка служить основним входом в базальні ганглії. Щодо звичайніших шкідливих звичок, «простіші, поведінкові стратегії, які багато хто з нас намагається, можуть також використовувати подібні механізми», - додав Калакос. "Це може бути лише питанням з’ясувати, які з них є найбільш ефективними".

Тим часом Калакос та її команда вивчають, що відрізняє звичайні звички від проблемних, які можна побачити в таких станах, як обсесивно-компульсивний розлад.

Джерело: Університет Дюка