Секрет мотивации раскрыт: в мозге есть особые клетки

Почему одни люди способны упорно идти к цели, даже когда obstacles становятся почти непреодолимыми, а другие сдаются при первых же трудностях? Исследователи из Университета Нагоя в Японии обнаружили, что ответ на этот вопрос кроется в работе конкретной группы мозговых клеток — орексиновых нейронов. Их исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что эти нейроны играют ключевую роль в поддержании мотивации и превращении ожидания награды в упорство.

Потеря мотивации — распространённое явление при депрессии, зависимости и СДВГ (синдроме дефицита внимания и гиперактивности). Однако до сих пор учёные не до конца понимали, какие именно мозговые процессы лежат в основе этих трудностей. Команда под руководством доцента Хироюки Мизогути и почётного профессора Киёфуми Ямады из Медицинской школы Университета Нагоя сосредоточилась на орексиновых нейронах, которые известны своей ролью в регуляции сна, аппетита и энергетического обмена. Предыдущие исследования намекали на их участие в мотивации, но конкретный механизм оставался неясным.

Чтобы выяснить это, учёные создали генетически модифицированных крыс «орексин-Cre», что позволило им избирательно воздействовать на нейроны, производящие орексин. Крысы были выбраны не случайно: они обладают более высокими способностями к обучению, чем мыши, и лучше подходят для сложных поведенческих задач.

В ходе эксперимента исследователи использовали хемогенетику для активации орексиновых нейронов, а затем поместили животных в тест с прогрессивным соотношением. Крысам требовалось совершать всё больше касаний, чтобы получить каждое следующее пищевое вознаграждение. Точка, в которой животное прекращало попытки, служила мерой мотивационной силы. Крысы с активированными орексиновыми нейронами достигали более высоких показателей — они были готовы выполнять больше работы ради награды. Противоположная картина наблюдалась у крыс, у которых эти нейроны были избирательно уничтожены: они сдавались гораздо быстрее.

Затем команда использовала метод оптоволоконной фотометрии, чтобы отслеживать активность орексиновых нейронов в реальном времени. Активность возрастала, когда животные ожидали награду, и падала после её получения. Когда ожидаемое вознаграждение не появлялось, активность нейронов оставалась высокой. Кроме того, реакция усиливалась по мере увеличения требуемых усилий — это показывает, как мозг связывает ожидание награды с необходимыми затратами энергии.

Чтобы подтвердить, что орексиновые нейроны напрямую влияют на поведение, учёные применили оптогенетику — метод, позволяющий контролировать активность клеток с помощью света в конкретный момент. Когда они подавляли активность орексиновых нейронов с помощью ингибирующего белка, мотивация крыс падала: им требовалось больше времени для выполнения задач, и точка отказа смещалась вниз. Однако попытка усилить активность нейронов с помощью возбуждающего белка не привела к дополнительному росту мотивации. Это говорит о том, что орексиновые нейроны необходимы для поддержания мотивации, но их простая активация выше нормального уровня не даёт дополнительного эффекта.

Мизогути заключил: «Наше исследование продемонстрировало значительные изменения активности орексиновых нейронов в зависимости от ожидаемой награды и требуемых усилий, что указывает на потенциальный механизм преобразования ожиданий в устойчивое действие». В будущем учёные планируют изучить мозговые цепи, которые передают информацию орексиновым нейронам и получают от них сигналы. Понимание того, как именно функционируют эти клетки, может привести к новым способам борьбы с нарушениями мотивации — от повседневной апатии до клинических состояний, таких как депрессия или зависимость. Остаётся открытым вопрос, насколько универсальны эти механизмы и можно ли научиться управлять ими для поддержания целеустремлённости в любых условиях.