Звон в ушах вызывается действием серотонина на определенную популяцию нейронов головного мозга

Тиннитус — шум или звон в ушах без внешних акустических стимулов, распространенное нарушение слуха. Он встречается примерно у 10–15% людей, у некоторых в тяжелой форме, может вызывать сильный дискомфорт и часто сопровождается повышенной тревожностью и депрессией. Известно, что тиннитус связан с дисрегуляцией серотонинергической системы, однако нейронные цепи, вовлеченные в это нарушение, плохо изучены. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки (США) и Аньхойского университета в Китае с помощью новейших нейробиологических инструментов обнаружили субпопуляцию нейронов, активация которых вызывает тиннитус при повышенных уровнях серотонина.

Серотонин (5-гидрокситриптамин, или 5-HT) играет ключевую роль в регуляции различных функций ЦНС, включая эмоциональные реакции, сон, когнитивные и перцептивные процессы. Нарушением серотонинового сигналинга сопровождаются многие психиатрические и неврологические нарушения, от мигрени до тревоги и депрессии. Теперь Авторы статьи в PNAS решили выяснить, влияет ли на развитие тиннитуса серотонинергический вход из дорсального ядра шва продолговатого мозга (DRN) в дорсальное улитковое ядро (DCN) — участок первичной обработки слуховой информации, гиперактивность которого связана с тиннитусом.

Модельными животными были мыши, демонстрирующие характерное поведение при звоне в ушах. (Мышь не может сообщить экспериментатору, слышит ли она что-то необычное, поэтому разработаны методы оценки поведенческих изменений, вызванных тиннитусом, такие как GPIAS).

В 2017 году авторы показали, что серотонин может ухудшать тиннитус, и в этом участвуют веретенообразные клетки DCN. В новой работе, используя методы нейронной трассировки и вирусной генетики, они идентифицировали определенную субпопуляцию серотонинергических нейронов в DRN, которые проецируются в DCN. Эту субпопуляцию обозначили как нейроны 5-HT ^DRN→DCN.

Когда авторы активировали цепь 5-HT ^DRN→DCN оптогенетическими методами in vivo, это увеличило активность веретенообразных клеток DCN — именно такая электрическая гиперактивность характерна для тиннитуса. Чтобы непосредственно подтвердить связь между их гиперактивацией и тиннитусом, авторы использовали хемогенетическую активацию нейронов 5-HT ^DRN→DCN . Действительно, гиперактивация этих нейронов вызывала у мышей поведение, ассоциированное с тиннитусом, а локирование рецепторов 5-HT_2A его подавляло.

Воздействие реального шума (который может провоцировать тиннитус) повышало у мышей уровни серотонина в DCN и активность нейронов 5-HT ^DRN→DCN , а также вызывало поведение, связанное с тиннитусом. И это поведение тоже смягчалось при хемогенетическом ингибировании цепи 5-HT ^DRN→DCN .

Таким образом, авторы продемонстрировали, что активация цепи 5-HT ^DRN→DCN вызывает гиперактивность в дорсальном улитковом ядре, достаточную для развития тиннитуса.

Уровень серотонина в головном мозге повышают широко известные антидепрессанты — селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (СИОЗС). Примечательно, что эти препараты пытались использовать для лечения тиннитуса у людей с депрессией и без нее, однако результаты были неоднозначными. «Людям с тиннитусом следует сотрудничать со своим лечащим врачом, чтобы подобрать схему лечения, которая обеспечит баланс между облегчением психиатрических симптомов, таких как депрессия и тревога, и минимизацией ощущений тиннитуса», — сказал один из руководитель работы Лоренс Трасселл из Орегонского университета здравоохранения и науки.

Хронический стресс искажает слуховое восприятие у мышей