Травматические изменения в мозге различаются между мужчинами и женщинами

Воздействие стресса в критические периоды развития значительно увеличивает риск развития расстройств настроения и тревожности во взрослом возрасте. Хотя женщины и сексуальные и гендерные меньшинства испытывают более высокие показатели неблагоприятных условий и расстройств, связанных со стрессом, лежащие в их основе биологические механизмы, обусловленные полом уязвимости, остаются плохо изученными.

В недавно опубликованном исследовании группа исследователей, сопредседателями которой являются Матиас Шмидт и Элизабет Биндер из Института психиатрии Макса Планка в Мюнхене, вместе с международными сотрудниками из Центра исследований имени Дугласа при Университете Макгилла в Монреале и Университета Лазурного берега, предоставила комплексную характеристику того, как развивающийся стресс переформатирует функции взрослого мозга и поведение. Работа опубликована в журнале "Материалы Национальной академии наук".

Для изучения хронических невзгод, которые испытывают люди, исследователи изучали мышей, подвергшихся стрессу как во время беременности, так и в раннем возрасте. Используя видеослежение с искусственным интеллектом и машинное обучение, команда отображала тонкие модели поведения, которые стандартные тесты часто упускают.

Хотя ранний стресс снизил социальный ранг как у самцов, так и у самок мышей, он вызвал резко различающиеся картины повседневного поведения: напряженные самцы потеряли поведенческую гибкость, переходя на жесткие, повторяющиеся привычки движения, и показали классические признаки депрессии, включая потерю интереса к сладким вознаграждениям и повышенную ночную импульсивность. Напряженные самки, напротив, сохранили поведенческую гибкость и потребили больше сладких лакомств, чем контрольная группа без стресса, что свидетельствует о фундаментальном половом различии в чувствительности к вознаграждению.

Для понимания биологии, управляющей этим поведением, исследователи отслеживали активность мозга и экспрессию генов во всем мозге. Долгосрочное МРТ-сканирование мозга показало, что активность во всех основных центрах обработки стресса и эмоций сместилась в противоположных направлениях: она увеличилась у напряженных самцов, но снизилась у напряженных самок.

При столкновении с кратким социальным взаимодействием картирование клеток всего мозга выявило, что мозг самцов переходил в перегруженное состояние, теряя согласованное общение между регионами мозга. Мозг самок проявил противоположную реакцию, показав более низкую клеточную активацию наряду с более сильными и плотными сетевыми связями.

На молекулярном уровне секвенирование генов в 10 регионах мозга выявило ключевые центры вознаграждения и тревожности — конкретно nucleus accumbens и постельное ядро конечной полоски — как основные узлы половой переделки. Ранние невзгоды активировали гены, связанные с клеточной энергией и метаболизмом у самцов, в то время как вызвали пути, связанные с пластичностью мозга и проводкой у самок.

Важно отметить, что при сравнении этих результатов с посмертными данными мозга людей с основным депрессивным расстройством команда обнаружила совпадающие, противоположные по полу генетические паттерны в одних и тех же регионах мозга. Эти находки демонстрируют, что ранняя травма переформатирует мозг мужчин и женщин по различным биологическим маршрутам, подчеркивая необходимость подходов, учитывающих половые различия, при разработке психиатрических методов лечения.

"В этом исследовании нам удалось раскрыть, насколько глубоко пол формирует продолжительное влияние ранних неблагоприятных условий на нескольких уровнях организации мозга", — говорит Сомья Нараян, первый автор исследования. "Наши findings показывают, что развивающийся стресс задействует различные нейронные цепи и молекулярные пути у мужчин и женщин."

"Эта работа ставит под сомнение классические, ориентированные на мужчин интерпретации психопатологии, связанной со стрессом", — объясняют старшие сопредседатели Шмидт и Биндер. "Признание того, что ранняя травма подготавливает мозг мужчин и женщин через различные и часто противоположные биологические траектории, обеспечивает основной ресурс для сравнений человека и пролагает путь для половых биомаркеров и более точных, справедливых терапевтических стратегий."