Как вызвать у мыши эффект плацебо

Эффект плацебо-анальгезии, при котором пациенты испытывают облегчение от препарата-«пустышки» без действующего вещества, всё чаще рассматривается как потенциальный метод лечения боли. Однако до сих пор неясно, чем обусловлен этот эффект — модуляцией болевого сигнала, опосредованной стволом мозга, или же изменением его восприятия на более высоком уровне. Чтобы это установить, авторы статьи в журнале Neuron смоделировали плацебо-анальгезию на мышах.

Исследователи разработали протокол контекстного обучения с обезболиванием — они предположили, что контекст, ассоциированный с облегчением боли при инъекции морфина, будет способствовать подавлению боли и в отсутствие действующего вещества. Мышам вводили морфин либо физраствор в качестве плацебо, а затем помещали в камеру с определенными визуальными и обонятельными стимулами. Через 30 минут — период, необходимый для достижения максимального анальгезирующего эффекта морфина, — проводили болевой тест на горячей пластине. Обусловливание проводили в течение четырех дней, вводя морфин, а потом повторяя опыт с физраствором. Эффект плацебо, измеренный как увеличение латентного периода перед отдергиванием лапки, составил 52,4%. При этом введение налоксона при тестировании блокировало этот эффект, что подтверждает участие эндогенных опиоидов в механизме его действия. 

Затем авторы изменили порядок воздействия — болевой тест проводили до введения морфина, чтобы сформировать ассоциацию только между контекстом и инъекцией, исключая анальгезию. В этом случае плацебо-анальгезия у мышей не развивалась. Таким образом, самого по себе контекстного обусловливания в отсутствие болевого раздражителя недостаточно — по-видимому, эффект плацебо связан с ожиданием боли. 

В следующем эксперименте ученые проверили, меняется ли поведение мышей, контекстно обученных эффекту морфина, при избегании аверсивного (в данном случае болевого) стимула. Мышей в группе сравнения обучали тому же контексту, но вместо морфина вводили им физраствор. Оказалось, что мыши, привыкшие к анальгезии в данном контексте, слабее реагировали на горячую пластину — они менее активно подпрыгивали, а время до первого прыжка было дольше. 

Затем исследователи перешли к анализу нейронных контуров, отвечающих за плацебо-анальгезию. Центральную роль в подавлении ноцицептивных сигналов играет вентролатеральная часть околоводопроводного серого вещества (vlPAG). С помощью Cre-рекомбиназной системы ученые экспрессировали в мозге мышей hM3Dq — рецептор, активируемый исключительно синтетическим лигандом, — слитый с флуоресцентным белком mCherry. После обучения они выявили высокий уровень экспрессии hM3Dq-mCherry в vlPAG. Активация помеченных нейронов с помощью клозапин-N-оксида (CNO) — лиганда hM3Dq — вызывала более выраженную анальгезию у мышей, которым при обучении вводили морфин, а не физраствор. 

Далее ученые провели опыты с хемогенетической активацией нейронов, проецирующихся из vlPAG в вентромедиальное ядро спинного мозга (передаваемый ими сигнал подавляет ноцицепцию). Они подтвердили, что для плацебо-анальгезии необходима работа этой системы модуляции боли. Однако оставалось неясным, каким образом vlPAG получает информацию, в ответ на которую передает ингибирующий сигнал.

Ученые картировали области мозга, которые посылают проекции в vlPAG, с помощью псевдотипированного вируса бешенства. Мечение наблюдалось в целом ряде структур, в том числе передней поясной коре (ACC) и инфралимбической области префронтальной коры (PFC). Дальнейшие эксперименты показали, что сигналы из ACC и медулярной PFC, но не соматосенсорной коры необходимы для плацебо-анальгезии. Однако сигнала только от них было недостаточно. 

Другим важным сигналом оказалось действие эндогенных опиоидов на vlPAG. Авторы локально ингибировали этот сигналинг с помощью фотоактивируемой формы налоксона, и это заблокировало модуляцию боли под действием плацебо. 

Наконец, ученые подтвердили генерализуемость плацебо-анальгезии. После контекстного обучения мыши, ассоциировавшие контекст с анальгезией в тестах на горячей пластине, были подвержены эффекту плацебо при других болевых стимулах. Стойкий эффект плацебо-анальгезии наблюдался и после травмы.

Описанный механизм, лежащий в основе плацебо-анальгезии, можно использовать для разработки терапевтических стратегий, чтобы за счет эффекта плацебо сформировать у пациента устойчивость к боли. 

Соматостатиновые нейроны среднего мозга могут отключать боль во время страха