Ученые обнаружили гормональный переключатель, влияющий на способность к обучению

Эстроген усиливает активность дофамина в мозговых цепях вознаграждения, вызывая естественные изменения способности к обучению в течение гормонального цикла.

Ученым уже много лет известно, что гормоны могут влиять на работу мозга, воздействуя на эмоции, умственную энергию и повседневный выбор. Однако оставалось неясным, как именно эти химические сигналы вызывают подобные изменения.

Недавнее исследование проливает новый свет на эту проблему, изучая роль эстрогена — гормона, центрального для женского репродуктивного цикла. В контролируемых экспериментах на лабораторных крысах исследователи обнаружили, что процессы в мозге, связанные с обучением и принятием решений, естественным образом меняются в течение цикла. Эти изменения, по-видимому, происходят из-за молекулярных изменений, связанных с дофамином — химическим посредником, стоящим за сигналами «вознаграждения», которые помогают мозгу учиться.

Исследование опубликовано в журнале Nature Neuroscience.

Как эстроген может влиять на когнитивные функции

«Несмотря на широкое влияние гормонов на весь мозг, мало что известно о том, как эти гормоны влияют на когнитивное поведение и связанную с ним неврологическую активность», — поясняет Кристин Константинополь, профессор Центра нейронных наук Нью-Йоркского университета и старший автор статьи. — «В медицинском сообществе растет осознание того, что изменения уровня эстрогена связаны с когнитивной функцией и, в частности, с психическими расстройствами».

Карла Голден, постдокторант Нью-Йоркского университета и ведущий автор статьи, добавляет: «Наши результаты предлагают потенциальное биологическое объяснение, которое связывает функцию дофамина с обучением таким образом, что лучше информирует наше понимание как здоровья, так и болезни».

Лабораторные тесты выявляют эффекты эстрогена

Исследовательская группа, в которую также вошли ученые из Института нейронаук Медицинской школы Гроссмана Нью-Йоркского университета и Департамента фармакологии и токсикологии Университета Содружества Вирджинии, наблюдала за активностью мозга крыс, пока животные выполняли набор обучающих задач.

Крысы учились достигать «вознаграждения» — в данном случае доступа к воде — после распознавания звуковых сигналов, которые указывали, когда вода будет доступна и сколько они получат.

Результаты улучшались, когда уровень эстрогена был повышен. По словам авторов, эстроген увеличивает активность дофамина в областях мозга, ответственных за обработку вознаграждения, усиливая сигналы, которые поддерживают обучение.

Снижение уровня эстрогена ухудшает способность к обучению

Когда активность эстрогена была снижена, ограничивая его влияние на регуляцию дофамина, крысы учились менее эффективно. Эти находки предполагают возможную связь между колебаниями гормонов и симптомами, наблюдаемыми при некоторых нейропсихиатрических расстройствах. Команда также подчеркнула, что влияние эстрогена не распространялось на принятие решений; затрагивалось только обучение.

«Все нейропсихиатрические расстройства демонстрируют колебания тяжести симптомов в зависимости от гормонального состояния, что позволяет предположить, что лучшее понимание того, как гормоны влияют на нейронные цепи, может раскрыть причины этих заболеваний», — отмечает Константинополь.

Это исследование было профинансировано Национальными институтами здравоохранения, Национальным институтом рака, NYU Langone Health и Фондом Саймонса. Авторы заявляют, что содержание статьи является исключительно их ответственностью и не обязательно отражает официальную точку зрения Национальных институтов здравоохранения.

Источники:

Материалы предоставлены Нью-Йоркским университетом.

Карла Э. М. Голден, Одри К. Мартин, Далджит Каур, Эндрю Ма, Диана Х. Леви, Такаши Ямагути, Эми В. Ласек, Даю Лин, Чие Аоки, Кристин М. Константинополь. Эстроген модулирует ошибки предсказания вознаграждения и обучение с подкреплением. Nature Neuroscience, 2025; DOI: 10.1038/s41593-025-02104-z