Прилежащее ядро

Прилежащее ядро (лат. nucleus accumbens) — это парное подкорковое ядро, расположенное в базальной части переднего мозга, являющееся ключевым компонентом мезолимбического дофаминового пути. Оно входит в состав вентрального стриатума (полосатого тела) и играет центральную роль в механизмах подкрепления, мотивации, формирования привычек, а также в развитии зависимостей, включая наркотическую и поведенческую.

Анатомия и локализация

Прилежащее ядро находится в области стыка скорлупы чечевицеобразного ядра и хвостатого ядра, кпереди от передней комиссуры и вентральнее хвостатого ядра. Анатомически оно соответствует участку, который на срезах мозга прилежит к прозрачной перегородке (septum pellucidum), что и объясняет его название («accumbens» — лежащий рядом, прилегающий).

Каждое полушарие мозга содержит одно прилежащее ядро. Ядро имеет неоднородное строение и условно подразделяется на два основных отдела — оболочку (shell) и ядро (core), а также ростральный полюс. Эти области различаются по нейрохимическому составу, связям и функциональному значению.

• Оболочка (shell): медиальная, вентральная часть. Получает дофаминергическую иннервацию из вентральной области покрышки (VTA). Считается более древней в эволюционном плане. Связана с лимбической системой (миндалина, гиппокамп). Играет ключевую роль в первичной обработке подкрепляющих сигналов, особенно при приеме пищи и наркотиков.
• Ядро (core): латеральная, дорсальная часть. Получает дофаминергические проекции из чёрной субстанции. Больше связано с базальными ганглиями (через скорлупу). Участвует в формировании моторных программ, связанных с привычками и действиями.
• Ростральный полюс: переходная зона, расположенная спереди.

Цитоархитектоника: Основную массу клеток составляют средние шипиковые нейроны (medium spiny neurons, MSNs), которые являются ГАМК-ергическими (использующими гамма-аминомасляную кислоту в качестве тормозного нейромедиатора). Они экспрессируют дофаминовые рецепторы двух основных типов: D1 и D2. Клетки D1-типа преимущественно связаны с прямым путём базальных ганглиев и активируются дофамином, а клетки D2-типа — с непрямым путём и тормозятся дофамином.

Сосуды: Прилежащее ядро кровоснабжается из передней мозговой артерии (её ветви). Венозный отток происходит в систему глубоких вен мозга.

Афферентные и эфферентные связи

Афферентные (входящие) связи

Пять основных источников сигналов в прилежащее ядро:

1. Дофаминергические из вентральной области покрышки (VTA): главный источник дофамина. Этот путь (мезолимбический путь) является ключевым для механизмов подкрепления.
2. Глутаматергические из префронтальной коры (PFC): особенно из медиальной префронтальной коры, участвующей в принятии решений, контроле импульсов и планировании.
3. Глутаматергические из миндалины (amygdala): передают информацию об эмоциональной значимости стимулов.
4. Глутаматергические из гиппокампа (hippocampus): обеспечивают контекстуальную и пространственную информацию (где и когда происходит событие).
5. Глутаматергические из таламуса: от интраламинарных ядер, контролирующих бодрствование и внимание.

Эфферентные (выходящие) связи

Основные проекции прилежащего ядра направлены в:

• Вентральный паллидум (ventral pallidum) — главный выходной узел. Оттуда сигнал идёт через таламус обратно в кору (кортико-стриато-паллидо-таламо-кортикальный контур).
• Чёрная субстанция (substantia nigra pars reticulata).
• Вентральная область покрышки (VTA) — создавая петлю обратной связи.
• Миндалина и гиппокамп (через паллидум и напрямую).

Функции

Прилежащее ядро рассматривается как центральный узел для интеграции мотивационных и двигательных систем. Оно преобразует информацию о желательности стимула в целенаправленное поведение.

Подкрепление и удовольствие

Наиболее известная функция — медиация чувства удовольствия и подкрепления. При получении естественных (еда, вода, секс) или искусственных (наркотики) вознаграждений в прилежащем ядре высвобождается дофамин. Увеличение уровня дофамина в оболочке nucleus accumbens коррелирует с субъективным ощущением «подкрепления». Стимуляция этого ядра (электрическая или химическая) может вызывать у животных и человека чувство эйфории. Однако современные исследования показывают, что дофамин в большей степени отвечает за желание (wanting, incentive salience), а не за симпатию (liking). Чистое «симпатия» (удовольствие от потребления) больше связана с опиоидной системой в оболочке прилежащего ядра.

Мотивация

Ядро участвует в опосредовании мотивации — стремления к достижению цели. Повреждение или блокировка дофаминовых рецепторов в прилежащем ядре вызывает апатию и снижение целенаправленного поведения. Животные перестают работать (нажимать на рычаг) для получения еды, даже если голодны. Это позволяет рассматривать его как часть системы «drive» (побуждения).

Формирование привычек и двигательных автоматизмов

Через свои связи с базальными ганглиями (ядро) прилежащее ядро участвует в переводе осознанного, целенаправленного действия в автоматическую привычку. Первоначально действие требует активности префронтальной коры, но по мере повторения контроль переходит к стриатуму, особенно к дорсальному стриатуму. Прилежащее ядро (его оболочка) считается местом, где закрепляется связь «стимул-реакция».

Память и научение

Благодаря связям с гиппокампом, прилежащее ядро участвует в подкреплении памяти: стимулы, принёсшие положительный результат (вознаграждение), запоминаются лучше. Дофаминовый всплеск в этом ядре способствует консолидации воспоминаний о месте и обстоятельствах получения награды. Это так называемое «контекстное обучение».

Роль в зависимости

Злоупотребление психоактивными веществами (например, кокаином, амфетамином, никотином, опиоидами) приводит к патологическому повышению уровня дофамина в прилежащем ядре — в 2–10 раз выше, чем при естественных подкреплениях. Систематическое употребление вызывает нейроадаптации:

• Снижение чувствительности дофаминовых рецепторов D2.
• Изменение синаптической пластичности в синапсах между глутаматергическими афферентами (из PFC, миндалины) и дофаминовыми нейронами.
• Формирование условных рефлексов: нейтральные стимулы (вид шприца, обстановка, человек) начинают сами вызывать дофаминовый выброс, провоцируя «тягу» (craving).

Прилежащее ядро является ключевым звеном в формировании как наркотической (токсикомания, алкоголизм, наркомания), так и поведенческой (азартные игры, переедание) зависимостей. Например, у людей с игровой зависимостью (лудомания) активность прилежащего ядра повышается при виде денежного вознаграждения.

Участие в психических расстройствах

Аномалии в функционировании nucleus accumbens связывают с рядом психических заболеваний:

• Шизофрения: наблюдается гиперактивность мезолимбического пути (позитивные симптомы — галлюцинации, бред), что объясняет эффективность антипсихотиков (они блокируют D2-рецепторы).
• Депрессия: снижение активности прилежащего ядра (гиподофаминергия) коррелирует с ангедонией (неспособностью получать удовольствие).
• Синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ): возможна дисфункция дофаминовой передачи, в том числе в этом ядре.
• Обессивно-компульсивное расстройство (ОКР): ядро может играть роль в патологическом повторении действий (компульсиях).

Клиническое значение и патологии

Хирургические вмешательства (устаревшие методы)

В середине XX века в СССР и других странах применялась хирургическая деструкция или стимуляция прилежащего ядра для лечения тяжёлых форм наркозависимости (так называемая «торпедная» операция). Метод заключался в разрушении небольшого участка ядра. Однако технология была крайне рискованной, приводила к необратимым изменениям личности (апатия, потеря мотивации), часто к инвалидности, и не устраняла причину зависимости. В настоящее время в России такие операции не проводятся в связи с их неэтичностью и неэффективностью.

Глубокая стимуляция мозга

В современной медицине, в основном за рубежом, проводится глубокая стимуляция мозга (deep brain stimulation, DBS) прилежащего ядра для лечения:

• Тяжёлых, лекарственно-устойчивых форм обсессивно-компульсивного расстройства.
• Клинической депрессии (при неэффективности других методов).
• Болезни Паркинсона (стимуляция ядра как одна из точек).
• Ожирения (экспериментальные протоколы).

Повреждения

Двустороннее повреждение прилежащего ядра (например, инсульт, черепно-мозговая травма, опухоль) может привести к синдрому апатии, нарушению волевых процессов, эмоциональной уплощённости (абулия), иногда к явлениям «приобретённой социопатии» с расторможенностью импульсов.

Интересные факты

• В 2001 году французские нейрохирурги (Pasquier и др.) сообщили об успешной стимуляции прилежащего ядра оболочки для ослабления симптомов навязчивых движений.
• У людей, употребляющих кокаин, уровень связывания дофаминовых рецепторов D2 в прилежащем ядре снижен на срок до нескольких месяцев после последнего употребления.
• Активность nucleus accumbens выше у женщин при просмотре фотографий с накоплением финансовых средств (дофаминовая реакция на финансовую безопасность), в то время как у мужчин выше реакция на риск и потребление.

Источники

1. Гайтон, А. К., Холл, Дж. Э. Медицинская физиология. М.: Логосфера, 2008. — Глава 57 (Нейрофизиология мотивации и эмоций).
2. Синельников, Р. Д., Синельников, Я. Р. Атлас анатомии человека. Т. 4 — Нервная система. М.: Медицина, 1996.
3. Nucleus Accumbens. В кн.: The Human Brain: An Introduction to Its Functional Anatomy / J. Nolte. — 6th ed. — Mosby, 2009.
4. The role of the nucleus accumbens in addiction / G.F. Koob, N.D. Volkow. // Nature Reviews Neuroscience. — 2010. — Vol. 11(11). — P. 735–747.
5. Fighting Addiction with Deep Brain Stimulation / T.E. Schlaepfer, C. Lenz, S. Heilbronner. // Biological Psychiatry. — 2012. — Vol. 72(6). — e1-e3.
6. Nucleus Accumbens Shell and Core: Structure and Function / G. Zahm. — Handbook of Behavioral Neuroscience. — Vol. 27. — Elsevier, 2020.