Как изучают психоз в лаборатории

Чтобы диагностировать шизофрению на ранней стадии, ученые ищут молекулярные маркеры, изучают экспрессию генов, уровни цитокинов, метаболитов, паттерны когнитивных реакций^1,2. Прежде чем внедрять такие подходы в клинику, их проверяют на животных моделях.

Это дает возможность тестировать диагностические и терапевтические гипотезы и изучать, как формируется психоз, какие цепи в мозге вовлечены в состояние и какие мишени могут быть перспективны для терапии.

Вы узнаете:

• Можно ли вызвать психоз у животного
• Что показали эксперименты последних лет
• Как это помогает разработать терапию

Можно ли вызвать психоз у животного

Полноценного психоза у животных быть не может: у них нельзя ни вызвать, ни зафиксировать субъективный опыт, например слуховые галлюцинации. Но можно смоделировать нейробиологические паттерны, лежащие в его основе^3-5.

Моделируются конкретные симптомы, а поведенческие проявления интерпретируются строго количественно. То есть оцениваются конкретные, измеримые параметры, например, сколько раз мышь нажала на рычаг в ответ на звук, как долго находилась рядом с другим животным, как изменилась ее активность после введения препарата¹⁴.

Что показали эксперименты последних лет

Искажение сенсорного восприятия, сравнимое с галлюцинациями (2021)

В эксперименте мышей обучали различать наличие или отсутствие короткого звукового сигнала. Животное нажимало на одну педаль, если слышало звук, и на другую — если нет.

При активации дофаминергических нейронов с помощью оптогенетики мыши начинали чаще «слышать» звук, которого не было, и уверенно реагировали, как будто сигнал действительно прозвучал. Это поведение интерпретировалось как иллюзия восприятия, сравнимая с галлюцинацией. При введении антипсихотического препарата реакция исчезала⁶.

Оптогенетическая активация CA1 — модель продромальной стадии (2024)

Ученые активировали нейроны области CA1 гиппокампа у мышей с помощью оптогенетики: сначала внедрили вирусный вектор с геном светочувствительного канала, затем освещали ткани через оптическое волокно.

Эта целевая стимуляция вызывала системную гиперактивность в CA1 — зоне, связанной с фильтрацией входящей информации и формированием памяти. В результате у животных наблюдались повышенная двигательная активность, снижение сенсорной фильтрации и ошибки в задачах на рабочую память. При остановке стимуляции поведение нормализовалось⁷.

Нарушения развития зубчатой извилины — модель нарушений нейроразвития (2025)

В этом эксперименте у молодых мышей подавляли активность зубчатой извилины (DG) гиппокампа — зоны, отвечающей за фильтрацию и структурирование информации. Это привело к чрезмерной активности в цепи CA3–CA1, нарушению когнитивных функций (пространственная память, обучение) и снижению социальной обучаемости.

Модель имитирует нарушения нейроразвития — сбои в формировании нейросетей, происходящие в чувствительные периоды онтогенеза⁸.

Генные модели

Эти модели создаются с помощью генной инженерии. Животные несут мутации, соответствующие генам риска шизофрении у человека.

• DISC1 (Disrupted In Schizophrenia 1): влияет на нейрогенез, синаптическое ремоделирование;
• NRG1 (Neuregulin 1): участвует в формировании миелина, передаче между нейронами;
• 22q11 deletion: удален участок, аналогичный делецированной области у человека.

У мышей с такими мутациями происходит расширение боковых желудочков, формирование социальных дефицитов, снижение мотивации и нарушение сенсорной фильтрации и когнитивной гибкости⁹.

Поведенческие модели: социальная изоляция и стресс

В этом подходе грызунов содержат в условиях социальной изоляции — например, по одному в клетке после отъема. Через несколько недель у них формируются поведенческие изменения: избегают общения с сородичами (в тесте на социальный выбор предпочитают пустую камеру); утрачивают интерес к вознаграждению (например, не выбирают сладкую воду — признак ангедонии), хуже обучаются, особенно в условиях высокой когнитивной нагрузки¹⁰.

Как это помогает разработать терапию

Животные модели — обязательный этап доклинической валидации. Сначала проверяют, влияет ли новое средство на поведение животного. Например:

• Если блокатор дофаминовых рецепторов нормализует PPI и снижает гиперактивность — это первый признак эффективности.
• Если вмешательство восстанавливает память у животного с когнитивными нарушениями, его рассматривают как кандидат для терапии когнитивного дефицита.
• Если вещество повышает мотивацию и социальную активность у животных в модели ангедонии — его тестируют как средство против негативных симптомов.

За последние пять лет на животных моделях были исследованы и продвинулись в разработке препараты нескольких классов, например, агонистов мускариновых рецепторов¹¹, модуляторов NMDA-рецепторов¹² и ингибиторов нейровоспаления и микрогли¹³.

От гипотезы к терапии: путь через животную модель

Источники:

1. Бойко, А. С. Биомаркеры деструктивных процессов в сыворотке крови больных шизофренией / А. С. Бойко, С. А. Иванова, С. А. Иванова и соавт. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. — 2015. — № 12-1. — С. 56–61. — URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=7814 (дата обращения: 06.05.2025).
2. Шараев М.Г., Малашенкова И.К., Масленникова А.В. и соавт. Диагностика шизофрении по данным различных модальностей: биомаркеры и методы машинного обучения (обзор) // Современные технологии в медицине. — 2022. — Т. 14, № 5. — URL: https://stm-journal.ru/ru/numbers/2022/5/1799/html (дата обращения: 23.07.2025).
3. Geyer M.A. Developing translational animal models for symptoms of schizophrenia or bipolar mania // Neurotoxicity Research. — 2008. — Vol. 14, № 1. — P. 71–78. — DOI: 10.1007/BF03033576.
4. Neill J.C., Barnes S., Cook S. et al. Animal models of cognitive dysfunction and negative symptoms of schizophrenia: focus on NMDA receptor antagonism // Pharmacology & Therapeutics. — 2010. — Vol. 128, № 3. — P. 419–432. — DOI: 10.1016/j.pharmthera.2010.07.004.
5. Möller M., Du Preez J.L., Emsley R., Harvey B.H. Isolation rearing-induced deficits in sensorimotor gating and social interaction in rats are related to cortico-striatal oxidative stress, and reversed by sub-chronic clozapine administration // European Neuropsychopharmacology. — 2011. — Vol. 21, № 6. — P. 471–483. — DOI: 10.1016/j.euroneuro.2010.09.006.
6. Schmack K., Bosc M., Ott T., Sturgill J.F., Kepecs A. Striatal dopamine mediates hallucination-like perception in mice // Science. — 2021. — Vol. 372, № 6537. — eabf4740. — DOI: 10.1126/science.abf4740
7. Kapanaiah S.K.T., Grimm C., Kätzel D. Acute optogenetic induction of the prodromal endophenotype of CA1 hyperactivity causes schizophrenia-related deficits in cognition and salience attribution // Schizophrenia. — 2024. — Vol. 10. — P. 90. — DOI: 10.1038/s41537-024-00513-w.
8. Scott D.S., Subramanian M., Yamamoto J. et al. Schizophrenia pathology reverse-translated into mouse shows hippocampal hyperactivity, psychosis behaviors and hyper-synchronous events // Molecular Psychiatry. — 2025. — Vol. 30. — P. 1746–1757. — DOI: 10.1038/s41380-024-02781-5..
9. Nestler E.J., Hyman S.E. Animal models of neuropsychiatric disorders // Nat Neurosci. – 2010. – Vol. 13(10). – P. 1161–1169.
10. Gandal M.J., Nesbitt A.M., McCurdy R.M. et al. Translational models of early life stress and schizophrenia // Nat Neurosci. – 2020. – Vol. 23(10). – P. 1189–1200.
11. Stanis J.J., Andersen S.L. The effects of chronic muscarinic stimulation on cognitive flexibility in rats // Behav Neurosci. – 2014. – Vol. 128(5). – P. 631–643.
12. Li Y., Shao L., Liu Y. et al. Targeting NMDA receptor hypofunction for treatment-resistant schizophrenia // CNS Drugs. – 2023. – Vol. 37(2). – P. 131–147.
13. Abutbul S., Shapiro J., Szaingurten-Solodkin I. et al. Inhibiting microglial activation protects against inflammation-induced cognitive decline // J Neurosci. – 2012. – Vol. 32(3). – P. 963–977.
14. Nestler E.J., Hyman S.E. Animal models of neuropsychiatric disorders. Nat Neurosci. 2010;13(10):1161–1169. DOI: 10.1038/nn.2647.
15. European Parliament, Council of the European Union. Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes // Official Journal of the European Union. — 2010. — L 276. — P. 33–79. — URL: https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2010/63/oj (дата обращения: 24.07.2025).
16. Russell W.M.S., Burch R.L. The Principles of Humane Experimental Technique. London: Methuen & Co; 1959. Reprinted by UFAW, 1992.