Нейробиология здравого смысла. Правила выживания и процветания в мире, полном неопределенностей

Читая об этой новой нейробиологической методике, я никогда не задумывалась о том, чтобы включить ее в собственное исследование. Поначалу мне казалось, что этот метод намного сложнее, чем те инструменты, которые мы со студентами обычно используем в лабораторной работе. Однако после некоторых размышлений и обсуждений с коллегами мы решили, что эта технология может предложить более механистическое объяснение некоторых результатов наших исследований. Несмотря на то что оптогенетика, без сомнения, нацелена на возможное терапевтическое использование, я думала о другом.

Не можем ли мы протестировать эффективность контингентного обучения при выполнении задания по поиску фруктовых колечек, применив оптогенетические технологии для активации или подавления мозга? Результаты моих предыдущих работ показали, что поведенческое обучение вносит некоторые поправки в активность мозга, и это же отмечалось и в опытах оптогенетиков. Может ли контингентно-поведенческое обучение и связанная с ним нейронная схема противостоять открытию и закрытию клеточных каналов под воздействием быстро пульсирующего света? Эта идея совсем не походила на мои прежние, более приземленные исследовательские программы, но меня очень увлекла мысль об использовании этой технологии для сравнения активации нейронных цепей, возникших в результате накопленного опыта, с возможно сопоставимой активацией определенных областей мозга лазерным лучом. Мне повезло, что Гаррет Штубер, один из выдающихся исследователей в этой области, и его коллега Дженна Макгенри согласились сотрудничать со мной[133]. Они любезно позволили моим ученицам Эмили Кирк и Брук Томпсон провести опыт с мышами в своей лаборатории в Чейпел-Хиллском университете в Северной Каролине. Я не собиралась заниматься «профайлингом грызунов», но все же немного беспокоилась, что мыши не справятся с интенсивной программой обучения, – я всегда делала ставку на крыс, более сложных в познавательном плане животных. Но время покажет…

Хотя результаты этих опытов носили предварительный характер, оказалось, что эта технология смогла несколько прояснить и обучающие поведенческие модели грызунов. Чтобы повысить эффект опыта, мы провели эксперимент с мышами, которым в паравентрикулярное ядро таламуса, ответственное за реакцию на стресс, уже был вживлен опсин. Эта структура расположена в глубине центральной области головного мозга. Говоря проще, при воздействии на этот участок лазерным лучом животное должно расслабиться. После вживления опсинов в эту область мозга и при отсутствии такого белка у контрольной группы мышам в течение пяти недель давали задания по схеме усилие-вознаграждение. Каждый день эти мыши 10 минут «работали», отыскивая в подстилке вкусные фруктовые колечки. Мышам-рантье, то есть контрольной группе, лакомство доставалось «даром».

В конце обучения экспериментаторы ставили перед мышами новую, эмоционально трудную и проблемную задачу, предложив им добыть сладкие колечки из кошачьих мячиков. Это задание походило на те задачи, которые мы предлагали крысам. Решатся ли мыши ответить на этот вызов или постараются избежать его в новых условиях? Я приехала из Виргинии в лабораторию Штубера в Северной Каролине, чтобы понаблюдать за этими финальными испытаниями, которые проводили мои студенты-старшекурсники. После пяти недель дрессировки с помощью этого теста мы смогли проверить уровень приобретенной настойчивости мышей.