Биологи Санкт-Петербургского государственного университета изучили особенности поведения модельных крыс с синдромом дефицита внимания и гиперактивности. Результаты исследования показали, что такие крысы сталкиваются с проблемами при выполнении сложных поведенческих задач. Результаты исследований, поддержанных грантом Российского научного фонда, опубликованы в двух статьях научного журнала Biomedicines в 2024 году.
Психологические нарушения, такие как синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), болезнь Паркинсона, синдром Туретта, шизофрения и маниакальные состояния, часто возникают при биполярном расстройстве. Эти патологии могут быть следствием нарушений в работе дофаминовой передачи. Дофамин — нейромедиатор, который играет в мозге ключевую роль в таких процессах, как двигательная активность, обучение и память.
Ученые Санкт-Петербургского университета исследовали линию нокаутных крыс DAT-KO, у которых с рождения отсутствует (то есть «нокаутирован») ген, определяющий наличие в организме белка-транспортера обратного захвата дофамина — DAT. У таких животных нейромедиатор дофамин, выделяясь в мозге при определенных условиях, действует аномально длительно. Это приводит к повышенной активности у крыс: они не могут долго оставаться неподвижными, у них нарушены процессы внимания, снижена обучаемость.
«Мы исследовали, какие особенности проявляют крысы линии DAT-KO, у которых отсутствует транспортер дофамина. Оказалось, что гиперактивные нокаутные крысы склонны к стереотипным моделям поведения, что мешает им адекватно обучаться и выполнять сложные поведенческие задачи. Например, "нокауты" хуже ориентируются в пространстве, поэтому менее успешно, чем крысы без генетического дефекта, могут находить пищу в специально разработанных лабиринтах», — рассказала руководитель гранта РНФ, ведущий научный сотрудник лаборатории нейробиологии и молекулярной фармакологии Института трансляционной медицины СПбГУ Анна Вольнова.
Кроме того, биологи университета исследовали, как особенности поведения крыс DAT-KO отражаются на электрической активности мозга этих животных. Обработка информации в мозге — распределенный процесс, при котором происходит синхронизация активности нейронов в различных областях мозга. В своей работе ученые СПбГУ оценили синхронизацию нейронной активности, зарегистрированной от коры мозга и стриатума (полосатого тела) крыс при осуществлении четырех различных типов поведения. Выяснилось, что для нокаутных крыс характерна аномальная десинхронизация ритмов, зарегистрированных в различных частях мозга, особенно во время исследовательского поведения.
Такая десинхронизация может быть ключевым фактором, лежащим в основе проблем с гиперактивностью у крыс DAT-KO. Как предполагают ученые СПбГУ, гипердофаминергия у нокаутированных крыс снижает эффективность обработки информации структурами мозга, из‑за чего им сложнее решать сложные поведенческие задачи, например, быстро и эффективно ориентироваться в лабиринтах.
Подобные исследования на так называемых модельных животных необходимы для выявления механизмов дофамин-зависимых патологий, а также для разработки фармакологических подходов к их лечению. В своих исследованиях биологи Санкт-Петербургского университета используют именно крыс, поскольку они демонстрируют более сложные формы поведения, чем, например, мыши, и больше подходят для моделирования психоневрологических расстройств. Исследуя модельных крыс DAT-KO, ученые надеются не только получить новые знания о механизмах развития дофамин-зависимых патологий, но и подобрать методы их фармакологической коррекции в будущем.
В работе использовалась инфраструктура Научного парка СПбГУ — ресурсные центры «Виварий» и «Развитие молекулярных и клеточных технологий», а также Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Работа проводилась большим коллективом ученых, в сотрудничестве с Первым Санкт-Петербургским государственным медицинским университетом имени акад. И.П. Павлова.
Исследования выполнены при поддержке гранта РНФ № 21−75−20 069 «Изучение нейробиологических основ фармакологической коррекции синдрома дефицита внимания и гиперактивности на животных моделях».
Источник информации: пресс-служба СПбГУ
Источник фото: ru.123rf.com
