Найдены клетки мозга, поддерживающие мотивацию при сложных задачах

Почему одни люди упорно движутся к цели, а другие сдаются при первых трудностях? Ответ может скрываться в небольшой группе нейронов гипоталамуса, которые вырабатывают орексины — нейропептиды, отвечающие за бодрствование и аппетит. Ученые из Нагойского университета выяснили, что эти же клетки выступают своеобразным «фундаментом настойчивости».

Особые клетки-регуляторы

Орексиновые нейроны — это немногочисленная популяция (не более 20 тысяч у человека), расположенная в гипоталамусе. Они синтезируют орексин А и орексин Б, которые регулируют циклы сна и бодрствования, а также аппетит. Однако их роль в мотивации долгое время оставалась неясной.

Чтобы восполнить пробел, исследователи создали генетически модифицированных крыс. В отличие от привычных лабораторных мышей, эти крысы обладают более развитыми способностями к обучению и лучше подходят для выполнения сложных поведенческих задач. Благодаря такой модели ученые могли точечно воздействовать на орексиновые нейроны, не затрагивая соседние нервные связи.

Эксперименты с вознаграждением

В серии тестов крысам требовалось выполнить все больше действий для получения пищи. Искусственная активация орексиновых нейронов заставляла грызунов продолжать работать даже тогда, когда задачи становились изнурительными, а объем работы — огромным. Напротив, подавление активности этих клеток резко снижало мотивацию: крысы бросали попытки гораздо раньше и тратили больше времени на выполнение заданий.

Используя волоконную фотометрию, ученые отслеживали активность нейронов в реальном времени. Оказалось, что уровень активности орексиновых клеток возрастал по мере ожидания еды и снижался сразу после ее получения. Если же награда не появлялась, клетки продолжали работать на высоком уровне. Причем чем сложнее была задача, тем сильнее активировались нейроны.

Однако попытка «разогнать» эти нейроны сверх нормы с помощью возбуждающих белков не сделала животных супертрудолюбивыми. По-видимому, орексиновые клетки служат обязательным условием для настойчивости, но не являются бесконечным ускорителем мотивации.

Перспективы для медицины

Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Авторы надеются, что понимание нейронных цепей, связанных с орексиновыми клетками, поможет разработать новые методы лечения расстройств, при которых людям трудно доводить начатое до конца: депрессии, синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) и зависимостей.