Ученые СПбГУ: крысы с СДВГ с трудом выполняют сложные поведенческие задачи

Психологические нарушения, такие как синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), болезнь Паркинсона, синдром Туретта, шизофрения и маниакальные состояния, часто возникают при биполярном расстройстве. Эти патологии могут быть следствием нарушений в работе дофаминовой передачи. Дофамин — нейромедиатор, который играет в мозге ключевую роль в таких процессах, как двигательная активность, обучение и память.
Ученые Санкт‑Петербургского университета исследовали линию нокаутных крыс DAT‑KO, у которых с рождения отсутствует (то есть «нокаутирован») ген, определяющий наличие в организме белка‑транспортера обратного захвата дофамина — DAT. У таких животных нейромедиатор дофамин, выделяясь в мозге при определенных условиях, действует аномально длительно. Это приводит к повышенной активности у крыс: они не могут долго оставаться неподвижными, у них нарушены процессы внимания, снижена обучаемость.

«Мы исследовали, какие особенности проявляют крысы линии DAT-KO, у которых отсутствует транспортер дофамина. Оказалось, что гиперактивные нокаутные крысы склонны к стереотипным моделям поведения, что мешает им адекватно обучаться и выполнять сложные поведенческие задачи. Например, "нокауты" хуже ориентируются в пространстве, поэтому менее успешно, чем крысы без генетического дефекта, могут находить пищу в специально разработанных лабиринтах», — рассказала руководитель гранта РНФ, ведущий научный сотрудник лаборатории нейробиологии и молекулярной фармакологии Института трансляционной медицины СПбГУ Анна Вольнова.

Кроме того, биологи Университета исследовали, как особенности поведения крыс DAT-KO отражаются на электрической активности мозга этих животных. Обработка информации в мозге — распределенный процесс, при котором происходит синхронизация активности нейронов в различных областях мозга. В своей работе ученые СПбГУ оценили синхронизацию нейронной активности, зарегистрированной от коры мозга и стриатума (полосатого тела) крыс при осуществлении четырех различных типов поведения. Выяснилось, что для нокаутных крыс характерна аномальная десинхронизация ритмов, зарегистрированных в различных частях мозга, особенно во время исследовательского поведения.

Такая десинхронизация может быть ключевым фактором, лежащим в основе проблем с гиперактивностью у крыс DAT-KO. Как предполагают ученые СПбГУ, гипердофаминергия у нокаутированных крыс снижает эффективность обработки информации структурами мозга, из‑за чего им сложнее решать сложные поведенческие задачи, например быстро и эффективно ориентироваться в лабиринтах.

Подобные исследования на так называемых модельных животных необходимы для выявления механизмов дофамин-зависимых патологий, а также для разработки фармакологических подходов к их лечению. В своих исследованиях биологи Санкт-Петербургского университета используют именно крыс, поскольку они демонстрируют более сложные формы поведения, чем, например, мыши, и больше подходят для моделирования психоневрологических расстройств. Исследуя модельных крыс DAT-KO, ученые надеются не только получить новые знания о механизмах развития дофамин-зависимых патологий, но и подобрать методы их фармакологической коррекции в будущем.

Результаты исследований, поддержанных грантом Российского научного фонда, опубликованы в двух статьях научного журнала Biomedicines в 2024 году.

Фото: © Loon