Что позволяет нам прилагать усилия для достижения целей, даже когда задача становится все сложнее? Исследование, проведенное учеными из Университета Нагои в Японии, выявило механизм, лежащий в основе работы мозга, показав, что нейроны орексина играют решающую роль в управлении мотивированным поведением. Результаты работы опубликованы в журнале PNAS.
Потеря мотивации часто наблюдается при психических расстройствах, таких как депрессия, наркомания и СДВГ. Однако мозговые механизмы, стоящие за этими проблемами, остаются в значительной степени неясными.
Исследовательская группа под руководством Хироюки Мидзогути из Университета Нагои сосредоточилась на орексиновых нейронах. Они регулируют основные физиологические функции, такие как сон, аппетит и расход энергии. Хотя недавние исследования показывают, что орексиновые нейроны также влияют на мотивацию, их точная роль остается неясной.
В этом исследовании на крысах изучалось, как изменения в активности орексиновых нейронов влияют на мотивацию получения пищевого вознаграждения. Хотя в большинстве предыдущих исследований использовались мыши, крысы обладают более развитыми способностями к обучению и лучше подходят для сложных поведенческих экспериментов. Из-за технических сложностей, связанных с воздействием на определенные нейроны у крыс, исследования в этой области были ограничены.
Чтобы решить эту проблему, команда ученых вывела генетически модифицированных крыс с геном орексина-Cre, что позволило точно воздействовать на нейроны, вырабатывающие орексин, и манипулировать ими.
Сначала с помощью хемогенетики исследователи активировали орексиновые нейроны крыс и провели на них тест прогрессивных соотношений, в котором количество нажатий, необходимых для получения пищевого вознаграждения, увеличивалось с каждым испытанием. Мотивацию измеряли по точке, в которой крыса сдавалась (точка перелома). У крыс с активированными орексиновыми нейронами точка перелома была выше, то есть они прилагали больше усилий, чтобы получить вознаграждение. И наоборот, в модели, где орексиновые нейроны подвергались избирательной дегенерации, точка перелома была ниже, что указывало на снижение мотивации.
Затем с помощью оптоволоконной фотометрии команда зафиксировала активность орексиновых нейронов в режиме реального времени, пока крысы ожидали и получали свою награду. Активность повышалась перед получением награды, снижалась после получения и оставалась повышенной, если ожидаемая награда не приходила. Примечательно, что чем больше усилий требовалось, тем сильнее была активность орексиновых нейронов. По мнению исследователей, такая закономерность может отражать связь между ожиданием награды и усилиями, необходимыми для ее получения.
Чтобы проверить это, исследователи использовали оптогенетику для контроля активности орексиновых нейронов в момент ожидания вознаграждения. Когда активность этих нейронов подавлялась с помощью ингибирующего белка, у крыс снижалась мотивация: они дольше выполняли задания, требующие усилий, и их пороговые значения снижались. Напротив, когда команда попыталась повысить активность орексиновых нейронов в этот момент с помощью возбуждающего белка, дальнейшего повышения мотивации не наблюдалось, хотя стимуляция надежно активировала нейроны.
Другими словами, подавление орексиновых нейронов снижало мотивацию, но их искусственное возбуждение сверх естественного уровня ее не усиливало. По мнению исследователей, эта асимметрия указывает на то, что орексиновые нейроны необходимы для поддержания мотивированного поведения, хотя простого повышения их активности может быть недостаточно. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, что влияет на этот эффект, например продолжительность или характер активности орексиновых нейронов.
Мизогути заключил: «Исследование показало значительные изменения в активности орексиновых нейронов в зависимости от ожидаемого вознаграждения и требуемых усилий, что указывает на потенциальный механизм преобразования ожиданий в устойчивые действия».
Более глубокое понимание функций орексина может помочь в разработке подходов к решению проблем, связанных с мотивацией, в том числе с утратой мотивации или трудностями в поддержании целенаправленного поведения.
[Фото: magnific.com]
