Аннотация результатов, полученных в 2016 году
Для поиска доказательств влияния опыта на пространственно-временную структуру нейронных сетей состояния покоя (СП), на первом этапе коллективом проекта были проведены исследования воспроизводимости паттернов фоновой активности мозга у человека и животных. Для исследования изменений паттернов активности мозга человека в СП были полученные фМРТ-данные у здоровых добровольцев, записанные 3 раза (в первый день, следующий день и через неделю). Данные были обработаны методом независимых компонент (ICA) (N=16), методом выделения корреляции между BOLD-сигналом областей интереса (ROI) по регионам, задействованным в «сети страха», методом корреляции активности в определённой области интереса (миндалины) с активностью остального мозга (seed-based) (N=22). В целях выяснения воспроизводимости параметров функциональной связанности (ФС) активности областей в СП, полученных разными методами, Был рассчитан внутриклассовый коэффициент корреляции (ICC) между двумя сканированиями с недельным промежутком. Установлено, что наилучшими показателями воспроизводимости в течении недели обладают значения ФС, определенные методом ICA. Для контроля возможного отставленного эффекта неприятного воздействия на пространственно-временную структуры нейронных сетей СП был проведен анализ ФС областей мозга, специфичных для процессинга негативных эмоций у человека. Были определены области, ФС между которыми была достоверно стабильна в течении недели. В эти области входили билатеральные области гиппокампа, задней поясной извилины, островковой коры, предклинья и вентромедиальной префронтальной коры. При этом связанность билатеральных областей миндалины, прилежащего ядра и передней поясной извилины была более изменчива во времени. Так как ранее в исследованиях влияния негативных эмоций и последствий ПСТР были обнаружены достоверные изменения в ФС именно миндалины, мы более тщательно проверили стабильность этого параметра с течением времени. При рассмотрении динамики ФС миндалины с остальными областями мозга в течение недели были обнаружены следующие зоны, активность которых была наиболее стабильно синхронизирована с миндалиной: нижняя лобная извилина, парагиппокампальная кора, средняя височная извилина в левом полушарии и прецентральная извилина в правом полушарии при длинном (2 с) времени повторения сканирования (Time of Repetition-TR); мозжечок билатерально при коротком TR (0.371 с). Также наиболее стабильные во времени связи миндалины наблюдались с задней частью DMN и языковой сетью левого полушария при длинном TR; с сенсомоторной и левой лобно-теменной сетью при коротком TR. Таким образом, у человека в обычных условиях в отсутствие какого-либо неприятного или стрессового воздействия в состоянии покоя наблюдаются довольно устойчивая активность мозга, которая может быть описана функциональной связанностью его областей. При этом, миндалина, играющая ключевую роль в процессинге негативных эмоций, демонстрирует нестабильную связанность с другими областями «сети страха». Но несмотря на эту изменчивость, некоторые связи миндалины с другими областями мозга, не ассоциированными со страхом, довольно устойчивы спустя недельный промежуток времени. На следующем этапе мы планируем проверить изменения именно этих устойчивых связей активности мозга в СП у человека после неприятного воздействия и последующего сравнения полученных результатов с данными изменения активности мозга в состоянии покоя у мышей. В разделе исследований на животных в 2016 году впервые в мире было проведено выявление клеточных сетей покоя мозга лабораторного животного (мыши) методом с-Fos нейрокартирования. Данный анализ выявляет активные сети нейронов по экспрессии в них индуцируемого нейронной активностью белка с-Fos. Использование при этом оптической микроскопии позволило впервые выявить сети покоя мозга с клеточным разрешением. Анализ проводился в два этапа. На первом этапе у группы из 15 лабораторных мышей, находящихся в состоянии спокойного бодрствования, было проведено широкомасштабное исследование активности различных структур переднего мозга по количеству с-Fos-экспрессирующих клеток. На серийных срезах мозга этих животных методом иммуногистохимии с-Fos была охарактеризована активность 104 анатомических структур. Для каждой из проанализированных структур на основании экспертной оценки количества с-Fos-позитивных клеток у каждого из экспериментальных животных был определен наиболее ожидаемый (медианный) уровень активации. По степени активации в состоянии покоя все проанализированные структуры мозга мыши были разделены на четыре группы: неактивные, низкоактивные, среднеактивные и высокоактивные. При таком разделении 59 структур мозга мыши в состоянии покоя оказались неактивными, 14 – низкоактивными, 29 – среднеактивными и 8 – высокоактивными. При этом, не наблюдалось прямой взаимосвязи между анатомо-морфологической принадлежностью структур и уровнем их активации. Далее для каждой группы структур был проведен анализ индивидуальной вариабельности уровня активации, показавший, что выявляемые по экспрессии с-Fos сети покоя являются стабильными и устойчиво воспроизводятся от животного к животному. Было установлено, что индивидуальная вариабельность была наименьшей для неактивных и высокоактивных структур и более высокой для низко- и среднеактивных структур. На основании результатов, полученных на этом первом этапе анализа, для дальнейшего количественного анализа и выявления паттерна связей в сетях покоя были выбраны 38 областей мозга, относящихся к ассоциативным, сенсорным и моторным областям неокортекса; гиппокампу; парагиппакампальным областям коры; миндалине; базальным ядрам; таламусу; обонятельным областям и подкорковым ядрам. Подсчет количества с-Fos-позитивных клеток в данных структурах у группы из 13 находящихся в состоянии спокойного бодрствования лабораторных мышей выявил те же основные группы структур по степени их активации, а также подтвердил данные о стабильности и воспроизводимости паттерна активности структур в состоянии покоя у индивидуальных животных. При помощи методов корреляционного анализа и подходов теории графов была выявлена связанность структур в сети покоя мышей, а также построена функциональная сеть покоя и выявлены ее основные взаимосвязанные компоненты. Для этого по количественным данным об активности 38 структур мозга при помощи корреляции Пирсона были построены сети с разным коэффициентом корреляции от 0.6 до 0.9. Для данных экспериментально полученных сетей было проведено сравнение с модельными сетями, имевшими такое же количество узлов и ребер: случайной, безмасштабной и сетью малого мира, по показателям кластеризации, глобальной эффективности и распределению степеней. Было показано, что выявленная нами экспериментальная сеть покоя у мышей обладает крайне высокой кластеризацией, большей чем модельные сети, при коэффициентах корреляции от 0.65 до 0.8. При этом, глобальная эффективность сети покоя была сравнительно низкой и не отличалась от глобальной эффективности случайной сети, а при коэффициентах корреляции более 0.7 происходил распад сети покоя на отдельные подсети, завершавшийся распадом подсетей при коэффициенте корреляции выше 0.85. Сравнение с модельными сетями в сумме с анализом распределения степеней экспериментальной сети при различных коэффициентах корреляции дает основание говорить о сети покоя мозга мыши как о безмаштабной сети с компонентами, образующих локальные кластеры. Исследование сетей покоя у мышей, получаемых при различных коэффициентах корреляции, выявил несколько основных групп функционально связанных структур: кластер медиальной префронтальной коры и каудальных ассоциативных областей неокортекса, кластер зрительных областей, тесно связанный с ним кластер сенсомоторных областей и базальных ядер, а также полностью изолированный кластер слуховых областей. При этом, активность структур, которые известны своей связью с состоянием страха и обучением в ситуациях опасности (таких как гиппокамп, миндалина, прелимбическая кора) не была скоррелирована и не образовывала функциональных групп. Эта высокая изменчивость активности структур, вовлекаемых в состояние страха, явится ключевым фактором в стратегии нашего дальнейшего выявления изменений клеточных сетей покоя мозга животных в связи с прошлым травматическим опытом. Таким образом, в 2016 г были впервые выявлены клеточные сети покоя у животных при помощи принципиально нового в этой области подхода нейрокартирования активности немедленных ранних генов. Благодаря этому получены новые фундаментальные научные данные о топографии и связях в сети покоя мозга животных. Примечательно, что полученные таким методом данные о топографии активности мозга в состоянии покоя у животных имеют аналогии с сетями покоя, полученными при помощи фМРТ у людей. Наиболее стабильными кластерами активации и у животных являются области мозга, ассоциированные в первую очередь с сенсомоторным, зрительным и слуховым функциями, что отчасти повторяет картину независимых компонент сетей покоя мозга человека. При этом лимбические области демонстрируют большую изменчивость в фоновой активности и у человека и у животных. На следующем этапе полученные результаты будут использованы для исследования влияния травмирующего опыта на организацию нейронных сетей покоя в мозге животных.

Аннотация результатов, полученных в 2017 году
Для поиска доказательств влияния опыта на пространственно-временную структуру нейронных сетей состояния покоя у человека, коллективом был проведен анализ функциональной связанности областей, ассоциированных с условным и безусловным чувством страха у людей, при помощи методов теории графов с учетом областей, полученных в результате трансляционного анализа сетей фоновой активности у животных. Для анализа были использованы коэффициенты корреляции (КК) временного курса активности мозга в областях интереса полученных на основе анализа связанности левой и правой миндалины с остальными областями мозга у 20 испытуемых (14 мужчин) контрольной группы при сравнении двух сессий фМРТ-сканирования состояния покоя с промежутком в 1 неделю. Были проанализированы средние значения коэффициента кластеризации и глобальной эффективности функциональной связанности узлов сети состояния покоя в двух сессиях измерения. Анализ показал, что среднее значение кластеризации сходно как для первой и второй сессии и лишь немногим отличается при малых значениях КК. Сходная картина наблюдается для глобальной эффективности. При росте КК и соответственном уменьшение числа ребер в сети кластеризация начинает превышать таковую у случайной сети, а значения глобальной эффективности остаются без изменений. В целом, результаты кластеризации и глобальной эффективности сети миндалины у людей совпадают с данными анализа сетей покоя у интактных мышей, полученными на прошлом этапе выполнения проекта. Сеть связанности миндалины в обеих сессиях у контрольной группы испытуемых без неприятного воздействия мало похожа на какую либо модельную сеть. Лишь при высоких значениях КК сеть областей, ассоциированных с условным и безусловным чувством страха у людей, приближается к модельной случайной сети. Для выявления роли прошлого опыта в изменении активности сетей состояния покоя у человека после неприятного воздействия нами были изучены фМРТ данные 34 здоровых добровольцев, разделённых на две равночисленные группы: контрольную (без воздействия) и экспериментальную (после выработки условного рефлекса на аверсивное воздействие). Группа контроля проходила через несколько сканирований фМРТ состояния покоя в течение недели с промежутком в 24 часа и в 7 дней после первой сессии регистрации фМРТ-активности мозга. Экспериментальная группа дополнительно в первый день подвергалась неприятному воздействию, которое представляло собой выработку условного рефлекса на нейтральные изображения фигур с электро-кожным подкреплением на некоторые из них. Было установлено, что в контрольной группе без воздействия существует асимметрия в стабильности связанности между левой и правой миндалиной. Правая миндалина представляет собой более стабильную структуру в плане связанности с другими отделами мозга в течение недели. Связанность левой миндалины является флуктуирующей и не направленно меняется в течение недели. В экспериментальной же группе были выделены области, активирующиеся в моменты напоминания негативного опыта. Во время процедуры напоминания активировалась правая миндалина, которая, по некоторым исследованиям связана с бессознательным восприятием неприятных стимулов. Установлено направленное изменение связанности активности именно левой миндалины с другими областями мозга в состоянии покоя после негативного воздействия. Некоторые из параметров функциональной связанности левой миндалины с другими областями усилились в течение недели, чего не было отмечено в контрольной группе. Для определения влияния тревожности на связанность областей мозга в состоянии покоя был проведен анализ корреляций когнитивных показателей 17 здоровых испытуемых (7 мужчин) контрольной группы с объемом активации сетей состояния покоя. Баллы ситуативной и личностной тревожности, также как и баллы шкалы депрессии достоверно коррелировали с активностью нескольких мозговых структур. Наши данные показывают, что даже у здоровых участников значения функциональной связанности в ключевых регионах, ассоциированных с обработкой страха, значительно коррелируют с подпороговыми оценками тревоги и депрессии. Для проверки используемых алгоритмов обработки фМРТ-данных состояния покоя и корреляций с показателями депрессии были проанализированы полученные ранее фМРТ данные активности мозга в состоянии покоя у 11 пациентов с постинсультной депрессией. Тяжесть депрессии оценивалась посредством шкалы депрессии для пациентов с афазией. Была обнаружена положительная корреляция функциональной связности сетей состояния покоя между передней частью базовой сети (Default Mode Network) и сетью салиентности с тяжестью депрессии, сопровождаемая увеличением уровня белого вещества в левой средней лобной и левой угловой извилинах. Показано, что функциональная связность передней части базовой сети с левой лобно-теменной сетью уменьшалась после лечения. Обнаружено, что функциональная связность между областями интереса и объем белого вещества некоторых областей коррелировали с тяжестью депрессии. Также выявлены изменения этих показателей в некоторых областях в результате лечения. Используя линейные и нелинейные показатели ЭЭГ для регрессионного анализа, мы выявили корреляцию различных областей мозга с мощностью дельта- и альфа-ритма, стандартного отклонения бета-ритма, частоты альфа-пика и фрактальной размерности. Так, было показано, что частота альфа-пика коррелировала с активацией областей правого полушария, которые участвуют в регулировании когнитивных процессов. Стандартное отклонение бета-ритма, измеренное методом Вейвлет-анализа, коррелировало с увеличением BOLD-сигнала в базальных ганглиях, таламических структурах и корковых областях, таких как поясная извилина, инсула и парагиппокампальная извилина. Кроме того, сложность ЭЭГ-сигнала, измеренная методом фрактальной размерности Хигучи в полосе 2-20 Гц, коррелировала с активностью моторной, сенсорно-моторной и речевых областей мозга, а также в затылочной коры и лимбической системы. Таким образом, наши результаты показывают, что линейные и нелинейные параметры ЭЭГ имеет значительную связь с динамикой BOLD-сигнала в состоянии покоя. В отчетном году нами было впервые продемонстрировано воздействие прошлого опыта на пространственно-временную структуру нейронных сетей покоя в мозге у животных. Эта исследование, служившее задаче трансляционного сопоставления сетей покоя в мозге человека и животных, осуществлялось с помощью разработанного нами в 2016 году метода иммуногистохимической визуализации сетей покоя мозга мыши по экспрессии в нейронах транскрипционного фактора с-Fos. В качестве эпизода однократного у мышей опыта было использовано кратковременное стрессовое воздействие, приводящее к развитию посттравматического стрессового расстройства (ПТСР). На первом этапе работы нами был осуществлен подбор оптимальных параметров индукции ПТСР у мышей. В качестве стрессорного воздействия, приводящего к развитию ПТСР, было выбрано нанесение электро-кожного раздражения (ЭКР) в новой для животных обстановке. Через 7 дней у животных тестировали обусловленный страх по отношению к данной обстановке, а также поведенческую сенситизацию и тревожность, используя классические поведенческие показатели ПТСР. В ходе экспериментов был исследован широкий диапазон интенсивностей травмирующего воздействия: от одного ЭКР силой 1 мА и длительностью 10 сек до 7 ЭКР силой 1.5 мА и длительностью 10 сек. Было показано, что выраженность обусловленного страха и поведенческой сенситизации в использованной модели ПТСР демонстрирует нелинейную зависимость от интенсивности травмирующего воздействия. Увеличение силы или длительности травмирующего воздействия само по себе не приводило к более выраженным проявлениям ПТСР, критическим параметром являлось количество нанесенных ЭКР. В результате этого анализ было установлено, что оптимальными параметрами травмирующего стимула для выработки ПТСР у мышей являются три ЭКР с силой тока 1.5 мА и длительностью 10 сек каждое. Далее, на основании результатов, полученных в 2016 году, нами была выбрана 41 область мозга с целью исследования их активности в состоянии покоя у интактных мышей, не получавших никаких воздействий, и у мышей, подвергнутых травмирующему воздействию за 7 дней до выявления с-Fos-положительных клеток в мозге. Данные структуры включали ассоциативные, сенсорные (зрительные, слуховые, соматосенсорные) и моторные области неокортекса; гиппокамп; парагиппакампальные области коры; миндалину; базальные ядра; ассоциативные и сенсорные ядра таламуса; ядра гипоталамуса и средний мозг. Было показано, что кратковременное стрессовое воздействие, приводящее к развитию ПТСР, оказывает существенное влияние на активность мозга мышей в состоянии покоя через 7 дней. У животных, имевших прошлый травматический опыт, количество с-Fos положительных клеток было значимо повышено по сравнению с контрольными мышами в цингулярной коре, ретросплениальной коре, теменной ассоциативной коре, энторинальной коре, базолатеральном и латеральном ядрах миндалины, паравентрикулярном ядре таламуса и околоводопроводном сером веществе. Ранее для всех этих областей было показано участие в ответе на стресс и в сетях состояния страха как у человека, так и у животных. Далее, при помощи методов корреляционного анализа и подходов теории графов нами была исследована связанность структур мозга в сетях покоя у интактных мышей и животных с ПТСР, а также были реконструированы функциональные сети покоя мозга этих животных и выявлены их основные кластеры. Для этого по количественным данным об активности 41 структуры мозга у двух групп животных при помощи корреляции Пирсона были построены сети с разным коэффициентом корреляции от 0.55 до 0.85. Для полученных сетей было проведено сравнение с модельными сетями, имевшими такое же количество узлов и ребер: случайной, безмасштабной и сетью малого мира. Было показано, что по кластеризации экспериментальные сети у обеих групп мышей находятся на уровне безмасштабной сети – то есть в экспериментальных сетях количество кластеров превосходит случайный уровень. При этом, как показал анализ глобальной эффективности сетей, данные кластеры слабо взаимодействуют с друг другом либо не взаимодействуют совсем: глобальная эффективность экспериментальных сетей была на уровне случайной сети. Сети состояния покоя интактных мышей и животных с ПТСР отличались друг от друга: у группы ПТСР сеть была менее кластеризована и кластеры разделены более длинными путями, чем у группы интактных животных. Анализ функциональной связанности структур мозга показал, что индукция ПТСР приводила к глобальным изменениям в структуре сетей покоя, касавшимся практически всех областей мозга. В целом, если у интактных мышей наибольшее количество связей в сети покоя объединяло различные области коры, то у животных с ПТСР основная масса связей приходилась на различные области таламуса, стриатума и миндалины. Индукция ПТСР разрушала практически все функциональные связи, присутствовавшие в сети покоя интактных мышей; сохранным оставался только тесно связанный кластер зрительных и слуховых областей неокортекса. Изучение функциональных связей тех областей мозга, в которых наблюдалась значимая активность в покое показал, что если в норме основными хабами сети покоя являлись цингулярная и ретросплениальная кора, то у мышей с ПТСР эти области практически полностью утратили свои функциональные связи, а хабом сети покоя стало паравентрикулярное ядро таламуса. Для функциональных связей миндалины была показана обратная тенденция: в покое они практически полностью отсутствовали у наивных мышей, тогда как у мышей с ПТСР наблюдалось большое количество связей миндалины с ассоциативными областями неокортекса и стриатумом. Таким образом, в 2017 г нами впервые были получены данные об изменении активности мозга в покое, а также состава или структуры сетей покоя под воздействием прошлого опыта у животных. Полученные данные о влиянии стрессового воздействия на пространственно-временную структуру когнитивных сетей покоя будут иметь критическое значение для понимания механизмов развития различных симптомов тревожных расстройств у человека и животных, в том числе посттравматического стрессового расстройства.

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
В проекте мы ставили перед собой фундаментальный вопрос о роли прошлого опыта в детерминации активности сетей покоя мозга у человека и животных. Знания о характеристиках перестроек нейронных сетей в состоянии покоя и времени их длительности позволят разработать новые подходы к диагностике, терапии и предотвращению социально значимых патологий (стресс, неврозы, посттравматические стрессовые расстройства), основанных на формировании паталогического застойного возбуждения в сетях покоя. В части исследований активности мозга в состоянии покоя у человека областью интереса была выбрана миндалина. Миндалина, билатеральная подкорковая область мозга, является ключевым центром отслеживания неприятных и угрожающих воздействий окружающей среды и обучения их избеганию. Ранее было показано, что измененная функциональная связность (ФС) миндалины наблюдалась в фоновой активности мозга в состоянии оперативного покоя у человека сразу после выработки условного рефлекса на аверсивное воздействие и даже через один день после воздействия. У пациентов с посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР) было обнаружено постоянное увеличение ФС миндалины с корковыми центрами лимбической системы даже через несколько лет после травматического события. Однако длительные изменения в ФС миндалины редко исследовались у здоровых добровольцев. При этом характеристики ФС миндалины у здоровых испытуемых могут также могут изменяться под действием неприятного воздействия или в зависимости от уровня тревожности испытуемых. Чтобы понять, насколько вариабильными или стабильными могут быть значения ФС миндалины, а также насколько латеральные области миндалины проявляют функциональную асимметрию в связанности с другими областями мозга, мы исследовали показатели ФС левой и правой миндалин в нескольких временных периодах у двух групп испытуемых. После исключения добровольцев с высокой тревожностью, субдепрессией или со значительным изменением жизненной ситуации на основании баллов опросников были проанализированы данные 19 испытуемых контрольной группы и 24 испытуемых экспериментальной группы. Контрольная группа проходила сканирование активности мозга в состоянии покоя 3 раза: первый день, через 24 часа и через 7 дней после первой сессии. Экспериментальная группа проходила процедуру выработки условного рефлекса и 5 сессий сбора данных активности мозга при помощи функциональной магниторезонансной томографии (фМРТ): 1) определение активности мозга в СП до воздействия; 2) выработка условного рефлекса на аверсивное воздействие (электро-кожное раздражение после показа определенных изображений) c контролем кожно-гальванической реакции в тот же день в другом помещении; 3) определение активности мозга во время показа условных стимулов, совпадающих со стимулами с последующим аверсивным воздействием 4) определение активности мозга в СП в тот же день после воздействия; 5) определение активности мозга в СП через 1 день после воздействия; 6) определение активности мозга в СП через неделю после воздействия. В контрольной группе карты функциональной связанности были статистически сходными между тремя сканированиями состояния покоя для левой и правой миндалины. В то время как в экспериментальной группе повышалась связанность миндалины с несколькими кортикальными областями, включая срединную область поясной извилины (зону мозга, связанную с ощущением боли). Повышенная связанность левой миндалины наблюдалась как после процедуры припоминания воздействия и затухания воспоминаний, так и через 1 день и даже через 1 неделю после воздействия. Сравнение между группами показало значительное увеличение функциональной связанности левой миндалины во время сканирования состояния покоя в экспериментальной группе через один день и через одну неделю после воздействия, по сравнению с контрольной группой. Ранее в 2017 году у мышей с помощью корреляционного анализа и методов теории графов нами были показаны различия у наивных животных и мышей с индукцией ПТСР, которая вызвала глобальные изменения в структуре сети в состоянии покоя. Для сравнения данных, полученных на животных, с данными ФС сетей покоя у человека был также проведен анализ связанности между узлами сетей при помощи подходов теории графов у контрольной и экспериментальной групп здоровых добровольцев. Так как функциональные узлы нейронных сетей, связанных с обработкой негативных воздействий существенно отличается у мышей и людей, для обработки данных последних использовалась спектральная плотность графов. Эта метрика также является характеристикой связанности внутри сетей всего мозга человека, построенных по корреляции фМРТ-сигнала между анатомическими областями. Было обнаружено, что спектральная плотность сетей связанности в контрольной группе не менялась между тремя сессиями сканирования, тогда как в экспериментальной группе она существенно возрастала после неприятного воздействия и сессии с угашением памяти о воздействии. Максимальное изменение наблюдалось сразу после угашения, но сохранялось через один день после воздействия, а на 7-ые сутки изменение проявлялось в меньшей мере. Таким образом, результаты наших исследований ФС у человека показывают, что функциональные нейронные связи, сформированные во время формирования памяти об аверисивном воздействии и последующего угашения памяти, могут сохраняться или вызываться в состоянии покоя не только после нескольких часов после воздействия, но и дней в мозге у здорового человека. Кроме того, в отчетном году нами была проверена одна из основных гипотез данного проекта, заключающаяся в том, что на клеточном уровне активность сетей покоя отражает реактивацию следов прошлого опыта организма. Для этого нами было применено сочетание трех следующих методик. Во-первых, в качестве эпизода однократного опыта была использована методика индукции у мышей посттравматического стрессового расстройства (ПТСР), разработанная при выполнении проекта в 2017 г. Такой эпизод травматического опыта был выбран в связи с тем, что, по данным полученным на людях, он приводит к навязчивым повторяющимся воспоминаниям без дополнительного напоминания. Во-вторых, для анализа вовлечения когнитивно-идентифицированных нейронов травматического опыта в активные сети покоя в мозге животных нами была использована новейшая технология генетического захвата и мечения активной клеточной сети с помощью использования линии двойных трансгенных репортерных мышей fos-Cre-dTomato. Введение тамоксифена этим мышам перед индукцией ПТСР позволило осуществить Fos-зависимую Cre-рекомбинацию в активных в это время нейронах, что привело к инициации перманентной экспрессии в этих клетках красного флуоресцентного белка dTomato. Выявление активной клеточной сети в состоянии покоя в мозге этих же животных было произведено post mortem с помощью разработанного нами в 2016 году метода иммуногистохимической визуализации сетей покоя мозга мыши по экспрессии в нейронах транскрипционного фактора с-Fos. Такое двойное мечение популяций нейронов, активных при индукции ПТСР и в последующем состоянии покоя, позволило впервые в мире на клеточном уровне соотнести между собой клетки, входящие в энграмму прошлого опыта и нейроны сетей покоя. На основании данных об изменении активности мозга в покое при развитии ПТСР, полученных в 2017 г., для анализа популяций нейронов, активных при индукции ПТСР и в последующем состоянии покоя нами были выбраны 9 областей мозга мышей: поля СА1 и СА3 гиппокампа, а также зубчатая фасция; латеральное, базолатеральное и центральное ядра миндалины; ретросплениальная и цингулярная области неокортекса; паравентрикулярное ядро таламуса. Во всех этих областях, кроме зубчатой фасции, количество нейронов, активированных индукцией ПТСР (dTomato-положительных), значимо превышало число нейронов, активных в состоянии покоя (с-Fos-положительных). Этот результат соответствует данным литературы о вовлечении всех этих областей в формирование аверсивной памяти. При этом, доля с-Fos-положительных-dTomato-положительных нейронов от всех с-Fos-положительных клеток (показывающая, какая часть клеток, активных в покое, ранее вовлекалась в формирование индивидуального травматического опыта) была значимо выше случайного уровня в латеральном и базолатеральном ядрах миндалины, ретросплениальной и цингулярной коре и паравентрикулярном ядре таламуса, но не в гиппокампе и центральном ядре миндалины. При этом, именно в тех областях мозга, в которых по данным 2017 г наблюдается значимое увеличение активности в покое у животных с ПТСР по сравнению с наивными, в отчетном году нами было обнаружено значимое повышение количества клеток, вовлекавшихся в индукцию ПТСР и позднее реактивировавшихся в состоянии покоя. Таким образом, нами впервые в мире было показано, что в состоянии покоя преимущественно активны нервные клетки различных структур мозга, которые ранее были вовлечены в формирование значимого опыта – что подтверждает основную гипотезу данного проекта. Также, в отчетном году нами был проведен долговременный анализ влияния ПТСР на спонтанное поведение животных в условиях покоя. С помощью круглосуточного мониторинга поведения мышей с ПТСР и наивных животных нами было показано, что индукция ПТСР приводит к выраженным долговременным изменениям в спонтанном поведении мышей, выражающимся в снижении двигательной активности в течение 12 часов, а также в понижении исследовательской активности, сохраняющемся на протяжении как минимум трех суток после индукции ПТСР. Таким образом, нами впервые установлено, что у животных в экспериментальной модели ПТСР изменяется не только их поведение в нагрузочных тестах на новую обстановку и тревожность, но и активность клеточной сети покоя их мозга и спонтанное поведение при нахождении в привычных условиях домашних клеток. Наличие таких изменений важно для раскрытия нервных основ различных симптомов посттравматических тревожных расстройств у животных и человека.