Как длительная социальная изоляция влияет на когнитивные функции и состояние мозга
Исследователи из Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН (Москва) выяснили, что длительная социальная изоляция по-разному влияет на мозг и память в зависимости от генетики и сопутствующих заболеваний, таких как гипертония и депрессия.
Эксперименты на крысах показали, что здоровые животные переносят одиночество относительно легко, а крысы с гипертонией и склонностью к депрессии страдают от тяжёлых нарушений памяти и воспаления в мозге. Работа показывает, что причина, вероятно, кроется в разной реакции иммунных клеток мозга на изоляцию. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Neurochemical Research.
Длительное одиночество сказывается не только на настроении и психологическом состоянии человека, но и на его физическом здоровье. По данным ВОЗ, социальная изоляция повышает риск деменции, сердечно-сосудистых заболеваний и психических расстройств. Особенно уязвимы пожилые люди: примерно каждый четвёртый человек старше 65 лет ощущает одиночество так, будто живёт в условиях изоляции. Пандемия COVID-19, во время которой миллионы людей оказались заперты дома, сделала эту проблему особенно острой. Но не всем людям одиночество приносит одинаковый вред: по данным клинических наблюдений, в зоне повышенного риска находятся пожилые люди, а также имеющие гипертонию или депрессию. Однако неясно, почему одни переносят изоляцию легче, чем другие. Специалисты пытаются это понять, наблюдая за поведением лабораторных животных.
Авторы работы выяснили, как длительная социальная изоляция влияет на когнитивные функции и состояние мозга у трёх линий лабораторных крыс: первые были здоровы, вторые имели нормальное давление, но были склонны к депрессивному поведению, а третьи имели врождённую гипертонию.
Астроциты из гиппокампа крысы. Двойное иммунофлюоресцентное мечение на маркер реактивных астроцитов GFAP (оранжевый) и ядерный краситель DAPI (синий)
Всего в исследовании участвовало 110 животных. Авторы разделили их на две равные группы: контрольную и экспериментальную. 55 «контрольных» животных жили группами, тогда как 55 «экспериментальных» рассадили поодиночке в небольшие клетки почти на четыре месяца.
За две недели до окончания изоляции все крысы прошли обучение в лабиринте Барнса. Это большой круглый стол с отверстиями, под одним из которых спрятан домик, где животные могут укрыться от яркого света и шума. На стенах комнаты, где стоял лабиринт, были закреплены черно-белые геометрические фигуры — квадрат, треугольник и крест, — которые служили ориентирами расположения домика. После обучения экспериментаторы проверяли, помнят ли крысы, где находилось убежище. Для этого все отверстия закрывали заглушками и смотрели, сколько времени животное проводит в том секторе, где раньше был домик. Так специалисты оценивали пространственную память крыс — способность помнить месторасположение убежища.
Затем домик переместили в другой участок лабиринта и снова учили крыс его находить — уже в новом месте. Через сутки после этого проводили второй тест памяти: смотрели, запомнили ли крысы новое расположение домика, то есть способны ли они переучиваться при изменении условий.
После поведенческих тестов авторы исследовали структуру нервной ткани в гиппокампе крыс — отделе мозга, отвечающем за память и ориентацию в пространстве, — а также оценили активность генов, связанных с воспалением.
Оказалось, что здоровые крысы перенесли изоляцию лучше всех: у них не было ни воспаления в мозге, ни потери нейронов. Однако долговременную память они все равно не сформировали — исследователи предполагают, что у этих животных либо просто не было мотивации искать убежище, либо же они использовали другую стратегию.
Микроглия в мозге крысы. Двойное иммунофлюоресцентное мечение на маркер белок микроглии Iba-1 (зелёный) и ядерный краситель DAPI (синий)
У крыс, склонных к депрессии, после изоляции плотность нейронов в гиппокампе снизилась на 17,5 %, а уровень экспрессии одного из маркеров воспаления, который исходно был почти в два раза выше, чем у контрольных животных, после изоляции вырос ещё на 12 %. Крысы с врождённой гипертонией пострадали сильнее всего: из-за изоляции они потеряли в весе примерно 10 %, хуже всех справлялись с задачей на память, а в их мозге в 2–4 раза выросла активность генов, участвующих в воспалении.
«Наши данные показывают, что генетический фон играет значительную роль в том, как социальная изоляция влияет на старение мозга. Мы наблюдаем спектр уязвимости: от устойчивости крыс одной линии до физиологической чувствительности и нейровоспаления у другой и структурной деградации у третьей. В дальнейшем мы планируем выяснить, можно ли обратить эти изменения вспять, если вернуть животное в группу, и будет ли лечение нейровоспаления эффективно при разных генетических особенностях организма», — рассказывает руководитель проекта Михаил Степаничев, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории функциональной биохимии нервной системы ИВНДиНФ РАН.
Источник: пресс-служба РНФ.
