«Скрытые» половые различия в неврологических путях вознаграждения открывают возможности для улучшения психиатрической терапии

Новое исследование в Журнал неврологии обнаружил основные половые различия в молекулярных путях, которые управляют поведением, связанным с вознаграждением. В частности, исследование выявило различия и сходства в том, как мужчины и женщины укрепляют связи между двумя областями мозга — гиппокампом и прилежащим ядром, — участвующими в передаче сигналов вознаграждения.

И мужчины, и женщины страдают от расстройств, связанных с этими путями, таких как депрессия и злоупотребление психоактивными веществами. Однако проявления и распространенность этих состояний могут различаться в зависимости от пола, и некоторые стандартные методы лечения в среднем более эффективны у мужчин или женщин. Результаты новой статьи стимулируют дальнейшие исследования, чтобы определить, могут ли обнаруженные авторами молекулярные различия лежать в основе различий в прогрессировании заболевания или реакции на лекарства, что в конечном итоге может привести к более эффективному лечению психических расстройств.

Хотя ситуация меняется, исторически гораздо больше исследований было проведено на мужчинах (как на людях, так и на моделях животных), поэтому «мы просто мало что знаем о женском мозге и различиях между мужским и женским мозгом», — говорит Тара ЛеГейтс. , доцент кафедры биологических наук в Университете Мэриленда, округ Балтимор (UMBC) и старший автор новой статьи. Она заметила увеличение числа исследовательских групп, рассматривающих половые различия, и надеется, что их работа продолжит приносить практические результаты, которые приведут к улучшению результатов лечения пациентов.

В предыдущей работе ЛеГейтса использовалась оптогенетика, которая позволяет исследователям избирательно стимулировать определенные нейроны светом, чтобы продемонстрировать, что укрепление связей между двумя областями мозга — гиппокампом и прилежащим ядром — является вознаграждением для мышей. Гиппокамп наиболее известен своей ролью в памяти и обучении, а также в эмоциональных реакциях. Прилежащее ядро ​​— это «ключевой центр вознаграждения, который объединяет информацию из разных областей мозга для управления целенаправленным поведением», — объясняет ЛеГейтс.

Путь гиппокамп-прилежащее ядро ​​также существует у людей и участвует в процессах вознаграждения так же, как и у мышей, отмечает ЛеГейтс, что делает это исследование легко применимым к исследованиям на людях.

Удивительные половые различия

Исследователи использовали электрофизиологию, которая заключается в наблюдении за тем, как живые клетки реагируют на стимуляцию других областей мозга под микроскопом, чтобы прийти к выводам о том, как у мужчин и женщин укрепляются связи между гиппокампом и прилежащим ядром.

LeGates и ведущий автор Эшли Копенгавер, кандидат наук в исследовательской группе LeGates, обнаружили, что мыши обоих полов полагались на активацию определенного белка киназы, CAMKII, чтобы способствовать поведению, связанному с вознаграждением. Ни один из полов не нуждался в активации дофамина, что было удивительно, поскольку дофамин обычно участвует в сигнализации, связанной с вознаграждением.

Нейротрансмиттерный рецептор NMDA также обычно участвует в путях вознаграждения и укреплении связей между областями мозга. Исследователи обнаружили, что самцы мышей использовали рецепторы NMDA для укрепления связей между гиппокампом и прилежащим ядром, а самки — нет. Вместо этого самки использовали другой канал для ионов кальция и рецептор эстрогена.

«Мы были очень удивлены, обнаружив это половое различие», — говорит Копенгавер. Поскольку обычно предполагается, что в этом участвует путь рецептора NMDA, «было просто очень интересно наблюдать, что не только самцы и самки используют разные механизмы, но один из них использует этот механизм, зависящий от рецептора NMDA, тогда как самки — нет», — говорит Копенгавер. «Они используют другой, неканонический путь — эти альтернативные каналы ионов кальция. Мы этого совсем не ожидали».

Выявление этих различий и сходств является важным шагом на пути к реальным изменениям в медицинской помощи пациентам.

«Если вы хотите понять восприимчивость и разработать более эффективные методы лечения, вам необходимо понять механизмы этих синапсов», — говорит Легейтс. «Вы должны понимать, что происходит, и вы должны понимать это в каждом из полов».

Новые подходы для лучших результатов

В начале 1990-х годов законодательство требовало, чтобы исследования на людях включали мужчин и женщин, но только в 2015 году Национальные институты здравоохранения установили политику, согласно которой исследования на животных, которые часто используются для обоснования дальнейших исследований на людях, также должны включать оба пола. В результате все еще остается много открытых вопросов о том, как различается мужская и женская физиология, и много возможностей внести вклад со значительным биомедицинским воздействием.

ЛеГейтс заинтересовалась изучением половых различий в функциях мозга во время своей постдокторской стажировки в Медицинской школе Университета Мэриленда. «Я думаю, что одна из проблем с попытками провести исследование половых различий заключается в том, что вы пытаетесь использовать вещи, оптимизированные для работы на самцах животных», — говорит Легейтс, — «а потом, когда это не проявляется у самок, Это просто типа: «О, это ненадежно». Но что, если тесты были оптимизированы для мужчин, и это почему они не работают у женщин?”

«Я хотела продолжить это и оценить различия между мужчинами и женщинами, а не пытаться навязать им одни и те же парадигмы», – добавляет она. «Возможно, нам нужно придумать новые парадигмы и новый подход к их изучению».