Теперь, исследование UCLA проследило реакцию Павлова на небольшой кластер клеток мозга — те же нейроны, которые не работают во время болезни Хантингтона, болезни Паркинсона и синдрома Туретта. Исследование, опубликованное 22 марта в журнале Neuron, однажды может помочь нейробиологам найти новые подходы к диагностике и лечению этих расстройств.
«Виды выживают, потому что они научились связывать сенсорные сигналы, такие как определенные звуки, запахи и образы, с такими наградами, как еда и вода», — сказал Сотирис Масманидис, старший автор исследования и доцент кафедры нейробиологии в Медицинской школе Дэвида Геффена. UCLA. "Мы хотели раскрыть схему мозга, которая кодирует обучение и поведение, основанное на вознаграждении."
Команда UCLA сосредоточилась на клеточной активности в полосатом теле, части мозга, связанной с вознаграждением, движением и принятием решений.
В современной версии эксперимента Павлова Масманидис и его коллеги неоднократно подвергали мышей незнакомому запаху банана или лимона, а затем капали сгущенного молока. В конце концов мыши узнали, что ароматы предсказывают прибытие сладкой награды, и начали страстно облизывать воздух в предвкушении.
«Мыши научились ассоциировать новый запах с едой, как собаки Павлова», — сказал Масманидис, который также является членом Калифорнийского института наносистем и Института исследований мозга Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «Нашим следующим шагом было раскрыть, что происходит с реакцией Павлова, когда мы заглушаем различные группы клеток в полосатом теле."
Основываясь на выводах из более ранних исследований, команда сосредоточила внимание на крошечной группе клеток, которые поддерживают основные нейроны в полосатом теле.
Хотя эти поддерживающие игроки составляют менее 2 процентов ячеек в регионе, ученые были удивлены, обнаружив, что они играют непропорционально важную роль.
«Когда мы отключили опорные клетки, мыши облизывали воздух в ожидании молока только в два раза чаще, чем обычно», — сказал Масманидис. "Мы подозреваем, что опорные клетки усиливают мозговые цепи, которые кодируют реакцию Павлова."
Влияние опорных клеток было наиболее сильным, когда мыши впервые учились сочетать незнакомые запахи с вознаграждением. Изменения были менее драматичными для мышей, которые уже освоили соединение.
«Эти клетки были наиболее важны для неопытных мышей, которые еще не освоили павловский ответ», — сказал Масманидис.
Результаты показывают, что неисправные опорные клетки могут привести к неврологическим расстройствам, и что восстановление функции клеток может в конечном итоге помочь людям с этими заболеваниями.
Спустя более столетия после классического исследования Павлова еще многое предстоит узнать о его ответах. «Наши результаты открывают захватывающие возможности для дальнейшего изучения роли различных типов нейронов в здоровье и болезнях», — сказал первый автор исследования Кванг Ли, научный сотрудник Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе в области нейробиологии.