Мозговой шум упал, концентрация выросла — один ген в префронтальной коре оказался ключом

Подавление Homer1 улучшило концентрацию внимания - Рокфеллеровский университет

Учёные нашли способ снизить так называемый "мозговой шум" — фоновую активность нейронов, мешающую концентрации внимания. Эксперименты показали, что ключевую роль в этом процессе играет один из генов, активный в префронтальной коре мозга. Открытие может изменить подходы к лечению нарушений внимания. Об этом сообщает журнал Nature Neuroscience.

Ген Homer1 и внимание

Исследование провели специалисты Рокфеллеровского университета, изучавшие генетические основы внимания на модели почти 200 лабораторных мышей с разным генетическим фоном. Целью работы было выявить молекулярные факторы, определяющие способность концентрироваться и отфильтровывать лишние сигналы.

В центре внимания оказался ген Homer1. Учёные обнаружили, что снижение его активности в префронтальной коре мозга приводит к заметному улучшению концентрации и уменьшению хаотичной нейронной активности.

Как работает этот механизм

Механизм действия Homer1 оказался неочевидным. При подавлении активности гена усиливалась регуляция рецепторов ГАМК — основных молекулярных "тормозов" нервной системы. Это снижало фоновую активность нейронов и делало их реакции более избирательными.

В результате мозг начинал работать "чище": сигналы, связанные с выполнением задачи, усиливались, а лишний шум ослабевал. Подобные процессы лежат в основе того, как формируется устойчивая концентрация внимания и контроль поведения, что соотносится с наблюдениями о ложных сигналах в биологических системах.

Роль критического периода развития

Особенно интересным оказался возрастной эффект. У мышей с высокой концентрацией внимания экспрессия вариантов Homer1a и Ania3 была значительно ниже. Когда активность этих форм подавляли в подростковом возрасте, животные демонстрировали более точные и быстрые реакции и реже отвлекались.

При аналогичных манипуляциях у взрослых мышей такого эффекта не наблюдалось. Это указывает на существование критического периода развития, когда нейронные сети особенно чувствительны к подобным изменениям.

Новые перспективы для терапии СДВГ

Современные препараты для лечения СДВГ, как правило, усиливают возбуждающие сигналы в префронтальной коре. Новые данные показывают альтернативный путь — снижение нейронного шума за счёт усиления тормозных механизмов.

По мнению исследователей, такой подход может привести к созданию лекарств, которые не стимулируют мозг, а наоборот, "успокаивают" его активность. Это особенно важно на фоне данных о том, как изменения в работе коры мозга связаны с внешними факторами, включая экранное время и развитие мозга.

Связь с другими расстройствами

Авторы отмечают, что Homer1 и взаимодействующие с ним белки связаны не только с СДВГ. Корреляции также выявлены с шизофренией и расстройствами аутистического спектра, что делает этот ген перспективной мишенью для более широких исследований.

Сравнение: стимуляция и снижение шума

Стимулирующие препараты повышают общий уровень активности нейронов, улучшая внимание за счёт усиления сигналов. Подход, связанный с Homer1, действует иначе: он уменьшает фоновую активность, позволяя мозгу работать более точно. Оба пути могут быть эффективными, но воздействуют на нервную систему принципиально по-разному.

Плюсы и минусы нового подхода

Снижение нейронного шума может уменьшить побочные эффекты, связанные с избыточным возбуждением. Однако вмешательство в ранние этапы развития требует особой осторожности и тщательной проверки безопасности. Это делает дальнейшие исследования критически важными.