Микробы против страха
Кишечная микрофлора, действуя через иммунные клетки мозга, помогает ему забыть прошлые страхи.
Каждый раз, как мы говорим о желудочно-кишечной микрофлоре, мы не забываем упомянуть о том, что она влияет не только на пищеварение и обмен веществ, но и на мозг. Известно, что микрофлора стимулирует появление новых клеток в мозге, что с помощью микробов можно ослабить симптомы аутизма, что бактерии помогают женщинам справиться с послеродовой тревожностью и депрессией.
Исследователи из Корнелльского университета описывают в Nature ещё один «мозговой» эффект желудочно-кишечных микробов – они, оказывается, помогают забыть страх. В эксперименте мышей заставляли пережить слабый, но всё же неприятный удар электрическим током, который предваряли определённым звуком. Постепенно мыши выучивали, что за звуком не следует ничего хорошего, и потом, когда слышали его, впадали в ступор – как обычно поступают грызуны, когда боятся.
Потом они продолжали слышать опасный звук снова и снова, однако электрическим током их бить перестали – и постепенно память об электрошоке сглаживалась, и мыши бояться переставали. Эксперимент ставили с обычными мышами и с теми, у которых не было микрофлоры – и те, у которых не было микрофлоры, намного дольше забывали страх. Выходило так, что желудочно-кишечные микробы нужны, чтобы вовремя избавиться от негативных воспоминаний.
Похожие результаты получали и другие исследователи, но на этот раз отчасти удалось показать механизм, связывающий бактерий в кишечнике с мозгом. Забыть ненужный страх помогает префронтальная кора. У мышей, когда они забывали об опасности электрошока, в префронтальной коре у нейронов появлялись и исчезали так называемые дендритные шипики – особые структуры, которые представляют собой место для будущего межнейронного контакта-синапса. Там, где появляется шипик, нейрон готов образовать синапс с другим нейроном. В мозг постоянно поступает какая-то информация, и чтобы её адекватно обрабатывать, одни нейронные цепи должны разъединиться, а другие соединиться, так что появление и исчезновение шипиков – нормальный рабочий процесс. Но у обычных мышей перевес появляющихся шипиков над исчезающими был больше, чем у «безбактериальных». Очевидно, без микрофлоры изменялась активность генов, которые регулируют динамику межнейронных соединений.
О том, что кишечные бактерии влияют на работу генов в префронтальной коре, опять же было известно и раньше, но сейчас удалось показать, как меняется генетическая активность в пределах одной-единственной клетки. Выяснилось, что отсутствие кишечных бактерий сказывается на клетках микроглии, которые выполняют в нервной системе иммунные функции, но, кроме того, они могут «обкусывать» у нейронов дендритные шипики и синапсы – иными словами, от микроглии отчасти зависит появление новых нейронных цепочек. Без кишечных бактерий у микроглии менялась активность именно тех генов, которые вовлечены в редактуру синапсов. Наконец, среди веществ, которые выделяют микробы кишечника, удалось найти четыре молекулы, которые, скорее всего, действуют на микроглию мозга – соответственно, если этих веществ нет, то и микроглия не получает микробных сигналов и начинает работать иначе. Предположительно, без общения с микробами микроглиальные клетки начинают слишком энергично «обстригать» синапсы и шипики на нейронах, так что нервные клетки не могут сложиться в новые цепочки, чтобы обработать новую информацию – что звук больше не предвещает электрошок.
Необходимо подчеркнуть, что авторы работы говорят только об изменениях в активности генов микроглии. То, что из-за этих изменений микроглия действительно не даёт нейронам «контачить» друг с другом, нужно будет прямо показать в следующих исследованиях. Но если механизм действительно окажется таким, каким предполагается, то можно будет подумать о каких-нибудь веществах, которые будут оптимизировать работу мозга, действуя через кишечных бактерий.
