Хронический стресс перестраивает мозг, притупляя восприятие звуков

Фото из открытых источников

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале  PLOS Biology, ученые определили механизмы, посредством которых повторяющийся стресс изменяет обработку звука и снижает восприятие громкости у мышей.

Повторяющийся стресс вносит значительный вклад в психиатрические и сенсорные расстройства. Этот тип стресса запускает адаптивные реакции как в центральной, так и в периферической нервной системе, что в конечном итоге приводит к поведенческим изменениям для управления измененным внутренним состоянием. В отличие от острого стресса, который запускает быстрые и преходящие защитные реакции, хронический или повторяющийся стресс сохраняется даже после устранения первоначального сенсорного стимула.

Несколько исследований выявили влияние повторяющегося стресса на когнитивные процессы, такие как обучение, память и принятие решений. Однако остается неясным, как хронический стресс влияет на основные функции коры, такие как сенсорная обработка.

Сенсорные переживания тесно связаны с внутренним состоянием организма, что может существенно влиять на восприятие человеком данного стимула. Например, интенсивность окружающих звуков или запахов может казаться сильнее человеку, испытывающему стресс.

В текущем исследовании ученые оценивают повторяющиеся стресс-опосредованные изменения в активности слуховой коры и слухо-ориентированное поведение у мышей, чтобы выяснить, влияет ли повторяющийся стресс на обработку звука и восприятие нейтральных звуков.   

Подопытные мыши подвергались 30-минутному стрессу ограничения подвижности ежедневно в течение семи дней, после чего оценивались физиологические и поведенческие маркеры стресса.

Стресс от ограничения привел к значительному повышению уровня кортикостерона, который оставался высоким более часа. По мере того, как исследователи продолжали подвергать мышей стрессу ограничения, уровень кортикостерона до ограничения мышей увеличивался, что является симптомом, характерным для хронического стресса. В этом эксперименте не наблюдалось никаких признаков привыкания.

Постоянный стресс ограничения также привел к снижению уровня активности во время теста открытого поля, который оставался постоянным после семи дней прохождения стресса ограничения. Примечательно, что эта форма легкого стресса ограничения не оказала существенного влияния на экспрессию глюкокортикоидных рецепторов (ГР) в первичной слуховой коре головного мозга.

Чтобы определить влияние повторяющегося стресса на сенсорную обработку и восприятие, исследователи провели хроническую двухфотонную кальциевую визуализацию для мониторинга активности парвальбумин-экспрессирующих (PV) и предполагаемых пирамидальных нейронов (PPys) у бодрствующих мышей. Во время повторяющегося стресса нейроны PPY и PV значительно снижали свою интенсивность, особенно когда мышей подвергали воздействию звука умеренной интенсивности.

Не наблюдалось существенных изменений в процентном соотношении PV-клеток, реагирующих на звук. Примечательно, что контрольные мыши, не подвергавшиеся ежедневному стрессу ограничения, не показали никаких изменений в активности, вызванной шумом.

Во время рецептивного стресса нейроны PPY демонстрировали увеличение активности как до, так и после воздействия белого шума. Рост активности нейронов PPY в постзвуковой период варьировался в зависимости от интенсивности шума.

Повторяющийся стресс вызывает снижение активности коры головного мозга, вызванной звуком, в зависимости от интенсивности».

Предыдущие исследования показали, что хронический стресс увеличивает экспрессию соматостатина в дорсальном гиппокампе самцов крыс и изменяет структуру клеток, экспрессирующих соматостатин. В текущем исследовании исследователи наблюдали, что подобно активности клеток PPys и PV, экспрессия ингибирующих клеток, экспрессирующих соматостатин (SST), увеличивалась как в периоды до, так и после звука. Однако большая разница между активностью клеток SST наблюдалась в периоды до и после звука при повторяющемся стрессе.

Было обнаружено, что хронический стресс снижает активность PPy и PV, вызванную шумом, тогда как наблюдалась повышенная активность клеток SST. Таким образом, хронический стресс, по-видимому, оказывает кумулятивный эффект на обработку звука в зависимости от интенсивности звука.

Более того, клетки PPy, PV и SST показали увеличение корреляций с шумом, что стало особенно очевидным, когда стрессор стал хроническим. Сочетание сниженной пропорциональной активности во время предъявления звука и возросших корреляций с шумом может существенно повлиять на восприятие звука.

Повторяющиеся стрессовые изменения в активности коры головного мозга могут ухудшить восприятие громкости у мышей».

Мыши, подвергавшиеся повторяющемуся стрессу, также подвергались поведенческому заданию. Во время этого задания они получали условную награду за правильный выбор интенсивности звука. При повторяющемся стрессе звуки, которые ранее классифицировались как громкие, чаще сообщались как тихие, что указывает на изменение восприятия громкости мышами.

Текущее исследование предоставляет доказательства возможного механизма, посредством которого повторяющийся стресс изменяет слуховую обработку, в конечном итоге снижая восприятие громкости. Важно, что этот эффект становится все более очевидным, когда воздействие стрессора становится хроническим.

Эти наблюдения предполагают адаптивную стратегию: сниженная реакция на слуховые стимулы позволяет мозгу сохранять когнитивные ресурсы. Хотя повторяющийся стресс может привести к большему возбуждению и бдительности, результаты исследования показывают, что стресс может привести к избирательному фокусированию на визуальных или тактильных стимулах, а не на слуховых источниках.