Ранняя вынужденная изоляция и пренебрежение, как показывают результаты экспериментальных исследований, вызывают замедление роста олигодендроцитов миелиновой оболочки нервных волокон, что приводит к замедлению связей между различными областями мозга. Как известно, одной из функций миелина является сокращение «утечки» потока электрохимических сигналов. При его повреждении сигналы могут передаваться с недостаточной скоростью, что может привести к ухудшению работы мозга, в частности нарушениям моторной, речевой функции и памяти.
С целью отследить, каким образом изоляция может повлиять на производство миелин-продуцирующих глиальных клеток, ученые провели серию экспериментов на мышах. После того как особей в возрасте 21 дня отлучили от матерей, их выращивали в 3 различных условиях в течение 1 мес: 1-я группа провела этот период в одиночестве, по одной мыши в клетке; во 2-й группе клетку занимала «нормальная» группа из 4 особей; 3-я группа выросла в «обогащенной» среде — большой клетке по 8 особей с полным ассортиментом игрушек.
Спустя 4 нед исследователи предоставили мышам каждой группы возможность контактировать друг с другом. Разница была очевидна: мыши, обитавшие в клетках с 4-мя и более сородичами потратили около 80% времени на общение. Животные, выращенные в изоляции, были равнодушны как к другим особям, так и неодушевленным объектам.
В результате серии когнитивных тестов мыши, выращенные в «нормальных» и «обогащенных» условиях научились правильно поворачивать вправо или влево и плавать в правильном направлении в бассейне с водой примерно в течение 5 дней. Животные же, прожившие в изоляции, смущенно гребли вокруг бассейна даже спустя 7 дней обучения с таким видом, будто и вовсе не обучались этому.
Поразительную разницу удалось обнаружить и в ткани головного мозга грызунов. По сравнению со сложной разветвленной системой нервных клеток мышей, выращенных в «нормальной» или «обогащенной» среде, миелиновая оболочка аксонов изолированных особей выглядела более тонкой, с мелкими олигодендроцитами и меньшим количеством разветвлений.
В другом исследовании изоляция мышей в возрасте 5 нед не вызвала задержку роста олигодендроцитов, что свидетельствует о том, что восприимчивый период у мышей продолжается с момента отлучения от матери вплоть до достижения 5-недельного возраста.
Наконец, команда провела серию экспериментов на генетически измененных мышах с заблокированным производством или функцией молекул, участвующих в росте олигодендроцитов, с целью понять, как происходит развитие зрелых глиальных клеток. Методом исключения обнаружено, что мыши, изолированные в возрасте 3–5 нед, производят значительно меньшее количество белка нейрегулина-1 (neuregulin-1 — NRG1), играющего важную роль в содействии развитию олигодендроцитов.
В целом, результаты показывают, что нехватка социального взаимодействия приводит к развитию неполноценных олигодендроцитов и формированию дефектных функций мозга.
Неврологические и психологические тесты подтверждают, что дети, лишенные в первые месяцы и годы жизни родительской заботы и внимания, повзрослев, также демонстрируют отклонения различной степени выраженности — от тяжелой эмоциональной неустойчивости до умственной отсталости. У детей, которыми пренебрегали в раннем возрасте, происходит уменьшение количества белого вещества головного мозга, особенно в префронтальной области коры, связанной с принятием решений, рабочей памятью и социальным взаимодействием, — обращает внимание Габриэль Корфас (Gabriel Corfas), нейробиолог из Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School) в Бостоне и Бостонской детской больницы (Boston Children’s Hospital).
Хотя исследования сфокусированы только на последствиях изоляции в начале жизни, одиночество, по убеждению ученых, может серьезно повлиять на здоровье человека в долгосрочной перспективе. Они надеются, что благодаря пониманию этих сложных молекулярных механизмов станет возможной разработка лекарственной терапии последствий детской изоляции, а возможно, и нейродегенеративных заболеваний, связанных с утратой миелиновой оболочки, в частности рассеянного склероза.
Underwood E. (2012) Early Isolation Impairs Brain Connections. ScienceNOW, September 13 (news.sciencemag.org/sciencenow/2012/09/early-isolation-impairs-brain-co.html?ref=hp).
Ивета Щербак
