Ведущие исследователи МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с коллегами из Маастрихтского университета, Университета Льеж, Оксфордского университета и Китайского университета Гонконга провели масштабное научное исследование, направленное на выяснение влияния ультразвуковых сигналов на эмоциональное состояние грызунов. Уникальный эксперимент позволил не только инсценировать у мышей эмоциональный стресс, но и глубоко изучить его молекулярные, генетические и поведенческие последствия, проливая новый свет на механизмы возникновения депрессии и связанных с ней нарушений.
Эмоциональный стресс сверхчувственного происхождения: мыши в условиях ультразвуковой среды
Специалисты определяют эмоциональный стресс как ответ организма на сильные эмоциогенные факторы, часто проявляющийся тревожностью, депрессивными состояниями и риском развития психических расстройств. Долгое время считалось, что эмоциональный стресс присущ только человеку: создать его модель у животных представлялось невозможным. Однако современные подходы, основанные на использовании природных стимулов, позволили исследователям из МГУ имени М.В. Ломоносова и их международных партнеров сформировать у мышей особую форму стресса посредством ультразвукового воздействия. Такая модель по своему влиянию на организм грызунов аналогична тому, как жители мегаполисов сталкиваются с информационной перегрузкой и стрессом в современном обществе.
Новые горизонты исследований: механизмы и проявления депрессии на модели мышей
В рамках эксперимента грызуны из основной группы подвергались воздействию ультразвуков разной частоты в течение трех недель. Контрольные животные находились в идентичных условиях, но не сталкивались с акустическими стимулами. После завершения серии тестов специалисты оценили поведение и биохимические показатели мышей.
Результаты оказались поразительными: мыши, подвергшиеся ультразвуковому воздействию, демонстрировали высокий уровень тревожности, агрессивность и четкие признаки депрессивного поведения. Было установлено, что на молекулярном уровне наблюдается изменение экспрессии генов, связанных с обменом серотонина — вещества, играющего ключевую роль в формировании положительных эмоций, регуляции сна и бодрствования. Дисбаланс серотонина тесно связан с депрессивными расстройствами у человека, что делает мышиную модель крайне ценной для дальнейших поисков эффективных методов терапии.
Биохимические маркеры стресса: BDNF, интерлейкины и роль гиппокампа
Особое внимание в исследовании было уделено анализу биохимических маркеров стресса и нейрогенеза. У животных, испытывавших ультразвуковой стресс, выявлены значительные изменения уровня BDNF — нейротрофического фактора, ответственного за развитие и здоровье нервных клеток. Также был отмечен рост концентрации провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкин-1β и интерлейкин-6, которые играют важную роль в регуляции иммунных и нейрональных процессов.
Изменения в работе гиппокампа, области мозга, связанной с обучением, памятью и эмоциональной регуляцией, продемонстрировали, насколько глубоко ультразвуковой стресс влияет на мозговую активность. Установлена и активация гликогенсинтазакиназы 3, которая может участвовать в формировании депрессивной симптоматики.
Объединение научных усилий: вклад международных университетов
Исследование реализовано благодаря сотрудничеству ведущих мировых вузов: учёные из МГУ имени М.В. Ломоносова, Маастрихтского университета, Университета Льеж, Оксфордского университета и Китайского университета Гонконга объединили свои научные ресурсы, чтобы получить наиболее полные и объективные данные. Такой синергетический подход позволяет рассчитывать на быстрое продвижение в понимании стресс-индуцированных механизмов депрессии и других психоэмоциональных нарушений.
Позитивные перспективы: новые возможности терапии и профилактики
Открытия, сделанные благодаря данному исследованию, открывают перед наукой новые горизонты. Использование ультразвука как модели информационного стресса может стать ключом к разработке эффективных стратегий профилактики и терапии психоэмоциональных заболеваний для жителей мегаполисов. Теперь становится возможно точечно воздействовать на молекулярные и клеточные механизмы развития депрессии, проводить раннюю диагностику и разрабатывать персонализированные методы лечения.
Современные исследования МГУ имени М.В. Ломоносова, совместно с лучшими мировыми университетами, способствуют оптимистичному взгляду на будущее неврологии и психиатрии. Подобные прорывы служат научной базой для улучшения ментального здоровья общества на глобальном уровне и создания более здорового и устойчивого образа жизни в условиях быстро меняющегося мира.
Недавнее исследование, проведённое международной командой учёных, проливает свет на сложные механизмы стресса и депрессии в мозге. После серии тонко организованных поведенческих экспериментов специалисты приступили к поиску биохимических следов эмоциональных нагрузок и признаков депрессии на клеточном уровне. Основное внимание они уделили гиппокампу — структуре мозга, отвечающей за обучение и память. Именно здесь у мышей, подвергшихся стрессу, наблюдалось снижение числа клеток, несущих протеины, стимулирующие рост новых нейронов: Ki67 и Даблкортин (DCX). Интересно, что одновременно было выявлено увеличение клеток, содержащих фактор Iba-1 — известный маркер воспаления при нервных повреждениях и заболеваниях.
Биохимический фон стресса: новые открытия
Учёные также обнаружили выраженное уменьшение активности генов, ответственных за защиту и обновление нервных клеток. Нарушения затронули ключевые гены нейротрофического фактора (BDNF), его рецептор TrkB, а также противоапоптотическую протеин-киназу B — в частности, её фосфоролированную форму на остатке серина 473. Одновременно в тканях мозга и плазме крови у стрессированных животных повысилось количество провоспалительных молекул, например, интерлейкина-1β и интерлейкина-6. Повышенная активность фермента гликогенсинтазакиназы 3, связанного с риском развития ряда тяжёлых заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера или биполярное расстройство, также была зафиксирована. Всё это свидетельствует о запуске воспалительных и нейродегенеративных процессов, тормозящих нормальную регенерацию нервной ткани.
Модель эмоционального стресса: прорыв в экспериментальной нейробиологии
Полученные результаты очень напоминают биохимические изменения, наблюдающиеся в мозге при депрессии. Благодаря этим выводам учёным впервые удалось с помощью ультразвука создать достоверную лабораторную модель эмоционального стресса у животных. Такая модель не только позволяет детально исследовать тонкие молекулярные механизмы развития депрессии и стресса, но и открывает перспективы для поиска новых лекарственных препаратов, способных эффективно предотвращать и корректировать эти состояния.
Ультразвук — универсальный язык грызунов
Оказывается, ультразвуковые сигналы играют огромную роль в социальной жизни животных. Среди грызунов различные диапазоны частот выполняют очень разные функции: звуки от 20 до 25 кГц выступают сигналами тревоги и опасности, а диапазон от 25 до 45 кГц — это, как правило, нейтральные сообщения. Интересно, что сигналы выше 50 кГц задействуются в коммуникации между самками и их потомством, а некоторые сложные ультразвуковые паттерны в этом диапазоне даже интерпретируются как «смех» у крыс и мышей. В ходе экспериментов для моделирования стресса учёные использовали неожиданные и часто меняющиеся ультразвуки на частотах 20–25 и 25–40 кГц, имитируя своеобразный «ультразвуковой белый шум», что позволило создать остро стрессовую, но контролируемую обстановку для исследуемых животных.
Международное сотрудничество и вклад российских учёных
Важнейшую роль в реализации этого исследовательского проекта сыграло широкое международное сотрудничество. Над решением сложнейшей задачи работали учёные из Маастрихтского университета (Нидерланды), Университета Льежа (Бельгия), НИИ общей патологии и патофизиологии, Первого МГМУ имени И.М. Сеченова, Санкт-Петербургского государственного университета, Китайского университета Гонконга, Федерального центра психиатрии и наркологии имени В.П. Сербского, Вюрцбургского университета (Германия) и Оксфордского университета (Великобритания). Благодаря слаженным усилиям специалистов из разных стран, удалось продвинуться вперёд в понимании природы эмоционального стресса на молекулярном уровне и заложить прочную основу для будущих успешных научных открытий.
Иллюстрация: Фотобанк Freepik
Влияние ультразвука на эмоциональное состояние грызунов
Ультразвук – это волны, которые человек не способен услышать, однако животные, включая грызунов, очень чувствительны к подобным сигналам. Недавние исследования доказали, что воздействие ультразвуковых волн может оказывать значительное влияние на эмоциональное и поведенческое состояние этих маленьких млекопитающих. В условиях экспериментов грызуны, помещённые под воздействие ультразвука, демонстрировали признаки тревожности и эмоционального напряжения.
Учёные отметили заметные изменения в поведении животных: грызуны становились менее активными, чаще проявляли настороженность и избегали участия в привычных для них играх и социальных контактах. Эти поведенческие реакции свидетельствуют о развитии у них стрессового состояния, которое при длительном воздействии ультразвука может перерасти в признаки депрессии.
Позитивные перспективы изучения
Полученные данные имеют большое значение для развития медицины и науки. Они помогают лучше понять механизмы эмоционального состояния не только животных, но и человека, поскольку многие биологические процессы у грызунов и людей сходны. Углубленное изучение подобных эффектов открывает новые перспективы для профилактики и лечения стрессовых и депрессивных расстройств. Информация о влиянии ультразвука может способствовать созданию более благоприятных условий для содержания лабораторных животных, а также обеспечить дополнительную защиту их психического здоровья. Оптимистичный взгляд на будущее подобных исследований внушает уверенность в том, что наука и дальше будет находить способы предотвращать и смягчать негативные последствия стресса не только у лабораторных животных, но и у людей.
Источник: scientificrussia.ru
