Известно, что мозг человека и других животных способствует защите организма от инфекций. Прошлые исследования раскрыли существование так называемого условного иммунного ответа (CIR), который является формой павловского обусловливания, подразумевающего формирование ментальных ассоциаций между определенными сенсорными стимулами (например, определенным запахом, вкусом и т. д.) и иммуномодуляторами (т. е. веществом, влияющим на иммунную систему).

Например, если животное пробует определенную пищу незадолго до того, как заболеть, несколько раз, повторное ощущение того же вкуса может вызвать реакцию отвращения и даже запустить упреждающий иммунный ответ. Хотя этот CIR теперь хорошо документирован, его нейронные основы до сих пор остаются плохо изученными.

Исследователи из Университета Хайфы недавно провели исследование, направленное на лучшее понимание нейронных путей, вовлеченных в эти широко известные условные иммунные реакции (CIR). Их статья, опубликованная в Nature Neuroscience , описывает нейронный путь , который, по-видимому, опосредует извлечение CIR у самцов мышей.

«Наше исследование было вдохновлено давним вопросом в нейронауке и иммунологии: как мозг регулирует иммунную функцию на основе предыдущего опыта?» — рассказал Medical Xpress Коби Розенблюм, старший автор статьи.

«Хотя общеизвестно, что иммунная система может «запоминать» патогены посредством адаптивного иммунитета, оставалось неясным, как мозг может формировать ассоциативные воспоминания, связывающие сенсорные ощущения, такие как вкус, с иммунными реакциями».

Основной целью недавнего исследования Розенблюма и его коллег было точно определить нейронную схему, которая позволяет мозгу млекопитающих восстанавливать усвоенные иммунные реакции при предъявлении сенсорных стимулов, встречавшихся в прошлом.

Для этого они провели серию экспериментов с участием мышей, в частности, изучая их островковую кору (ИК) — область мозга, которая, как известно, играет роль в сенсорном восприятии и поддержании внутренней стабильности организма (то есть гомеостаза).

«Мы провели классическую парадигму обусловливания, в которой мыши сначала подвергались воздействию нового вкуса (сахарина) в сочетании с иммунным стимулом (липополисахаридом, ЛПС)», — объяснил Розенблюм. «Позже, при повторном воздействии того же вкуса в одиночку, мы наблюдали реактивацию иммунного ответа, что указывает на выученную ассоциацию».

Исследователи выборочно манипулировали нейронной активностью в ИК, используя хемогенетические инструменты, экспрессируемые в ретроваденоассоциированном вирусе, который специфически экспрессировал дизайнерские рецепторы, активируемые исключительно дизайнерскими препаратами (DREADDs). Это по сути безвредные вирусы, которые нейробиологи используют для экспрессии белков в определенных клетках мозга, в данном случае побуждая их производить DREADDs.

«Используя эти хемогенетические инструменты, мы смогли ингибировать определенные пути в точные временные точки», — сказал Розенблюм. «Кроме того, мы использовали молекулярные маркеры нейронной активации для картирования определенных нейронных сетей, задействованных во время восстановления условного иммунного ответа».

Результаты, собранные Розенблюмом и его коллегами, предлагают новое понимание нейронных путей, способствующих CIR у мышей. В частности, они предполагают, что передний и задний IC работают вместе, чтобы извлекать эти выученные иммунные реакции.

«aIC кодирует сенсорный и ассоциативный компонент иммунной памяти, в то время как pIC объединяет эту информацию с иммунными сигналами», — сказал Розенблюм. «Нарушение связи между этими двумя областями предотвратило условный иммунный ответ, продемонстрировав, что мозг активно регулирует иммунную функцию на основе приобретенного опыта».

Это исследование раскрыло новый нейронный механизм, который, по-видимому, модулирует приобретенный иммунитет у мышей. Этот механизм может быть изучен далее в будущих исследованиях, потенциально информируя о разработке новых стратегий лечения аутоиммунных заболеваний с помощью поведенческих вмешательств и/или стимуляции мозга.

«Теперь мы планируем изучить, участвуют ли подобные мозговые контуры в других формах взаимодействия мозга и иммунитета, таких как подавление иммунитета, вызванное стрессом, или эффект плацебо», — добавил Розенблюм. «Другим интересным направлением является выявление специфических нейротрансмиттеров и молекулярных путей в ИК, которые опосредуют эти процессы, что может проложить путь для новых нейромодуляторных методов лечения».