Исследование объясняет, как мозг реагирует на страх

В этом месяце в домах с привидениями из теней будут выскакивать угрожающие фигуры, заставляя посетителей с широко раскрытыми глазами и учащенно бьющимся сердцем инстинктивно замирать и убегать.

С точки зрения эволюции, эта “врожденная реакция на угрозу” играет ключевую роль в выживании, помогая множеству видов животных спасаться от хищников. Но для человека в условиях перегрузки она может создавать проблемы.

Исследовательская группа из Университета Колорадо в Боулдере выявила новую мозговую цепь, отвечающий за организацию этой реакции на угрозу. Известное как межножковое ядро, это плотное скопление специализированных нейронов не только запускает реакцию «замри и беги», но и подавляет её, когда животные понимают, что реальной опасности нет.

По словам авторов, у людей с тревожным или посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР) эта цепь может быть нарушена.

Полученные результаты помогают объяснить, почему некоторые люди склонны к риску больше, чем другие, и могут привести к разработке новых методов лечения психических расстройств.

“Система распознавания угроз в мозге подобна сигналу тревоги. Она должна срабатывать, когда опасность реальна, и отключаться, когда её нет”, – говорит автор исследования Элора Уильямс, аспирантка кафедры психологии и нейронауки. “Наше исследование показывает, как мозг учится точно настраивать эти реакции с помощью опыта, помогая нам адаптироваться к окружающему миру”.

Результаты опубликованы в журнале Molecular Psychiatry.

Ложная тревога

Для проведения исследования Уильямс и доцент кафедры психологии и нейронауки Сюзанна Молас разработали нечто похожее на дом с привидениями для мышей.

В течение трех дней подряд они периодически проецировали тень, похожую на хищника, или “визуальный угрожающий стимул”, на экран над большой ареной, где мыши блуждали по лабиринту.

Камеры включились. Используя технологию визуализации, называемую волоконной фотометрией, которая использует флуоресцентные белки для регистрации нейронной активности, исследователи в режиме реального времени измеряли, что происходит в мозге мыши.

В первый день, когда зловещая фигура появилась над головой, мыши, как и ожидалось, замерли.

Это логично, объясняет Молас. Замирание – это фундаментальная реакция на стресс, позволяющая животным, включая человека, сосредоточить свои обостренные чувства на обнаружении источника опасности и скорости её приближения.

Затем мыши спрятались в углу и затаились, но в конце концов снова вышли наружу.

На второй день мыши стали по-другому реагировать на нависшую над ними тень. Они перестали замирать, стали меньше времени проводить в гнезде и больше исследовать окрестности. На третий день жуткая фигура уже почти не пугала их.

Активность их мозга также изменилась.

В первый день, когда появилась тень, у них ожило межножковое ядро, и клетки, называемые ГАМКергическими нейронами, привели организм в состояние повышенной готовности, подавая сигналы областям мозга, связанным со страхом.

На третий день, когда животные поняли, что угроза была ненастоящей, большая часть межножкового ядра отключилась.

По словам Уильямса, другие типы нейронов в межножковом ядре активировались, когда животные входили в зону укрытия, сигнализируя о безопасности и помогая “заглушить сигнал тревоги в мозге”.

В других экспериментах команда использовала метод оптогенетики, который позволяет управлять клетками мозга с помощью света, чтобы контролировать активность нейронов в цепи межножкового ядра. Воздействие на поведение мышей было значительным.

Когда ГАМКергические нейроны подавлялись до появления тени, животные меньше замирали и меньше времени проводили в укрытии. Когда же эти нейроны были активны в течение трёх дней эксперимента, животные так и не привыкли к надвигающейся тени.

“В совокупности эти результаты указывают на то, что межножковое ядро является критически важной цепью, помогающей нам обрабатывать потенциальные угрозы и соответствующим образом адаптироваться, когда мы узнаем, что они не представляют для нас опасности”, – говорит Молас.

Короткое замыкание

На протяжении десятилетий исследования с использованием старых методов, таких как условный рефлекс Павлова, указывали на то, что миндалевидное тело и гиппокамп играют ключевую роль в реакции на страх и угрозу.

Новое исследование впервые выявило менее известное межножковое ядро – крошечную часть древнего среднего мозга – как ключевой инструмент, позволяющий нам адаптироваться к ложным угрозам и преодолевать необоснованные страхи.

Необходимы дополнительные исследования, но вполне возможно, но возможно, что у людей, склонных к риску, межножковое ядро может быть менее активным, в то время как у тех, кому трудно оправиться после травмирующего опыта, активность в этой цепи может быть выше.

По словам авторов, сбои в работе межножкового ядра также могут способствовать возникновению тревожности, посттравматического стрессового расстройства и других психических расстройств.

Они уже приступили к следующим исследованиям.

В конечном счете, они надеются, что их открытие поможет найти новые способы воздействия на межножковое ядро.

“Выявление нейронных цепей, лежащих в основе обработки угроз и адаптивного обучения, крайне важно для понимания невропатологии тревожности и других состояний, связанных со стрессом”, – говорит Уильямс.

Подпишитесь на сайт Психолог в интернете
в Telegram или ВКонтакте.
Помощь психолога