Лікарі вже давно використовують реакцію зіниць для вимірювання рівня свідомості, і ті з нас, хто приймає звичайні антидепресанти, могли помітити, що очі стають “тарілчастими” у відповідь на підвищений рівень серотоніну, що плаває навколо нашого мозку. Нове дослідження на мишах, проведене Швейцарською вищою технічною школою Цюріха, щойно з’ясувало механізм, який стоїть за цими реакціями.
“Ефект був настільки сильним, що ми одразу зрозуміли, що натрапили на щось важливе”, – каже нейробіолог Нікола Груїч.
Нейромедіатор орексин, також відомий як гіпокретин, може стояти за всіма цими змінами через клітини, які називаються орексиновими нейронами. Ці клітини походять з гіпоталамуса – крихітної структури глибоко всередині нашого мозку, яка спрямовує гормональні реакції нашого організму на решту органів.
Орексинові нейрони поширюються по різних ділянках мозку з особливо сильними зв’язками в ділянках мозку, що відповідають за збудження та винагороду. Ми вже знаємо, що ці зв’язки регулюють перемикання між свідомими, неспальними системами та автоматичними станами сну, але їхня роль у більш швидкоплинних станах збудження досі не була до кінця зрозумілою.
Груїч з колегами стимулювали ці специфічні клітини у живих мишей і за допомогою двофотонної мікроскопії спостерігали, як їхня активність співвідноситься з розміром зіниць.
Коли команда активувала деякі з цих нейронів, зіниці розширилися.
“Досить часто ефекти нейростимуляції губляться в шумі даних вимірювань, які нам потім доводиться ретельно фільтрувати, щоб їх знайти. Цього разу все було інакше. Ефект був очевидним”, – каже Груїч.
Деякі групи цих нейронів не змінювали розмір зіниць, але впливали на системи винагороди, тоді як інші впливали на активацію зіниць і системи винагороди. І розширення, і звуження зіниць також залежали від дози. Все це свідчить про прямий зв’язок між системою орексинергічних нейронів і контролем розширення зіниць.
“Зіниці показують нам, наскільки активні орексинові нейрони в гіпоталамусі”, – пояснює нейробіолог Денис Бурдаков.
Більше того, “норадреналінові нейрони є рабами орексинових нейронів”, – продовжує Бурдаков. Раніше вважалося, що норадреналінова система контролює реакції наших зіниць, але дані команди вказують на те, що ці клітини насправді модулюють реакції орексинових нейронів.
Однак їхня участь пов’язує наші підвищені емоційні стани (наприклад, реакцію адреналіну на страх) та багато ефектів ліків зі станом наших зіниць.
Дивно, але миші без орексинових нейронів все ще мали звужені зіниці, коли вони відпочивали; але коли вони бігли, їхні зіниці були більш нормально розширені. Це свідчить про те, що існує інша нейронна система, яка відкриває ці вікна до нашої душі під час цих різних станів збудження, пояснюють дослідники.
Оскільки орексинові нейрони відіграють центральну роль у багатьох системах, пошкодження або втрата цих клітин може призвести до численних неврологічних розладів, включаючи розлади сну, такі як нарколепсія та хвороба Альцгеймера. Дослідники прагнуть вивчити це питання далі.
