Парадигмальный сдвиг в трансляционной психиатрии с помощью нейроэтологии грызунов

Психические расстройства являются значительной причиной инвалидности в мире. Они глубоко влияют на благополучие людей и налагают существенное финансовое бремя на общества и государства. Тем не менее, несмотря на десятилетия интенсивных исследований, эффективность современных терапевтических средств при психических расстройствах часто неудовлетворительна или плохо переносится пациентами. Более того, большинство новых терапевтических кандидатов терпят неудачу в клинических испытаниях на наиболее дорогих стадиях (II и III), что приводит к уходу фармацевтических компаний из инвестирования в эту область. Это также ставит под сомнение эффективность использования животных моделей в доклинических исследованиях для открытия новых терапевтических средств и прогнозирования их потенциала в лечении психических заболеваний у людей. В данной работе мы фокусируемся на грызунах как на модельных животных и утверждаем, что они необходимы для доклинического изучения механизмов действия кандидатов в терапевтические средства, а также для оценки их безопасности и эффективности. Вместе с тем мы настаиваем на необходимости парадигмального сдвига в методологиях измерения поведения животных в лабораторных условиях. В частности, поведенческие показатели, полученные в ходе коротких, строго контролируемых тестов в бедных по стимулам средах и социальных контекстах как прокси для сложных человеческих поведенческих расстройств, могут иметь ограниченную внешнюю/лицевую валидность. Напротив, модели животных, которые наблюдаются в более натуралистичных условиях в течение длительных периодов, демонстрируют сложное и этологически релевантное поведение, отражающее эволюционно сохранённые эндофенотипы трансляционной ценности. Мы описываем, как полунатуральные установки, в которых группы мышей индивидуально маркированы и непрерывно видеозаписаны, могут быть достижимыми и доступными по стоимости. Более того, новые открытые методы машинного обучения для оценки поз позволяют непрерывно и автоматически отслеживать отдельные части тела индивидуумов в группах грызунов в течение длительных периодов. Траектории каждого животного далее могут быть подвергнуты обучаемым (supervised) алгоритмам машинного обучения для автоматического обнаружения специфических поведений (например, погоня, укусы или бегство) или не обучаемым (unsupervised) методам для автоматического выявления поведенческих мотивов (например, стереотипных движений, которые сложнее назвать или пометить вручную). По сравнению с исследованиями животных в дикой природе, полунатуральные среды более совместимы с нейронными и генетическими манипуляциями и, следовательно, могут быть использованы для изучения нейробиологических механизмов, лежащих в основе натуралистичного поведения. Таким образом, мы полагаем, что такая парадигма сочетает в себе лучшее из классической этологии и редуктивного бихевиоризма и может обеспечить прорыв в открытии новых эффективных терапий для психических заболеваний.