Миндалевидное тело- не просто примитивный центр страха

Исследование, проведенное в Дартмутском колледже, опровергает общепринятое мнение о том, что миндалевидное тело – двусторонняя структура, расположенная глубоко в мозге и отвечающая за эмоции, обучение и принятие решений, – является всего лишь примитивным “центром страха”, рефлекторно заставляющим нас избегать того, чего мы боимся, от высоты и тесных пространств до пауков и больших скоплений людей. В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, исследователи сообщают, что миндалевидное тело гораздо сложнее, оно действует в роли изощренного арбитра, помогая мозгу выбирать между конкурирующими стратегиями обучения и принятия решений.

“Исторически сложилось так, что миндалевидное тело изучалось с точки зрения обучения страху, и его роль сводилась к обучению, связанному с вознаграждением”, – говорит Чжэ Хен Ву, кандидат наук в области психологии и нейробиологии и первый автор исследования. “Наша основная гипотеза заключалась в том, что у него должны быть другие функции, учитывая его обширные связи с остальной частью мозга”.

Две конкурирующие стратегии обучения

Другие функции миндалевидного тела, по-видимому, проявляются в условиях неопределенности, когда мозг сталкивается с двумя типами стратегий обучения в стремлении к вознаграждению. В исследовании ученые приводят пример с приготовлением чашки кофе в незнакомой кофемашине.

При подходе, основанном на действии, вы можете попробовать сделать то же, что и в прошлый раз, когда в последний раз пользовались подобным устройством, и нажать кнопку, которая раньше работала. При подходе, основанном на стимулах, напротив, вы можете сосредоточиться на отличительной особенности, например на мигающем индикаторе, и выбрать его.

“Миндалевидное тело принято считать центром эмоциональной реакции на страх, но в мозге нет ничего по-настоящему примитивного, даже если говорить об этой области”, – говорит Алиреза Солтани, доцент кафедры психологии и нейронаук в Дартмутском колледже.

“Ключевое различие заключается в том, должно ли обучение быть привязано к действию с движением или с распознаванием стимула”, – говорит Солтани. “Обучение, основанное на действии, предполагает отработку конкретных движений, которые могут привести к вознаграждению, в то время как обучение, основанное на стимулах, может быть более гибким, поскольку позволяет оценить и выбрать желаемый стимул, не задумываясь о том, какие действия для этого потребуются”.

Как миндалевидное тело определяет выбор

Поскольку эти два режима обучения происходят одновременно, исследователи предположили, что в мозге должна быть область, которая выступает посредником между ними, выбирая путь, который с наибольшей вероятностью приведет к лучшему результату. Исследователи обнаружили, что повреждение миндалевидного тела, по-видимому, нарушает этот процесс посредничества. Это позволяет предположить, что оно и играет эту важную роль.

Исследовательская группа разработала вычислительные модели, основанные на обучении с подкреплением, чтобы отслеживать, как мозг распределяет вес между стратегиями обучения, основанными на действиях и стимулах, когда неясно, какая из них лучше подходит для решения задачи.  Они обнаружили, что вначале миндалевидное тело переключается между двумя системами, но по мере накопления дополнительной информации оно выбирает систему с более надежной моделью.

Однако при повреждении миндалевидного тела процесс арбитража становился более хаотичным, поскольку мозг с трудом обновлял свои представления о том, какая система обучения будет наиболее полезной. Они обнаружили, что мозг с самого начала был склонен к обучению на основе действий, что ухудшало его способность находить компромисс между двумя системами. В результате поведение в целом становилось более ригидным.

“Здоровое миндалевидное тело способствует поиску альтернативных моделей и, как следствие, может побудить вас выбрать то, чего вы в противном случае не выбрали бы, и вы сможете извлечь из этого урок”, – говорит Солтани.

“В конечном счете, успешное обучение предполагает поиск более надежной модели”, – говорит он. Полученные результаты могут объяснить, почему предыдущие исследования показали, что повреждение миндалевидного тела в одних случаях ухудшало способность к обучению, а в других – улучшало.

Переосмысление роли страха

Одна из старейших областей мозга – миндалевидное тело – играет важнейшую роль в выживании, поскольку обнаруживает угрозы в окружающей среде и немедленно на них реагирует. По мере эволюции мозга к нему могли подключаться другие системы, что придало миндалевидному телу более тонкую и продуманную роль в принятии решений.

“Тот факт, что миндалевидное тело контролирует так много систем в мозге и имеет множество связей, говорит о том, что на самом деле оно выполняет более важную функцию, чем просто сигнализирует о страхе и эмоциях”, – говорит Ву. “Мы не утверждаем, что миндалевидное тело не связано со страхом. Мы переосмысливаем его роль как посредника между различными системами обучения”.

Значение для лечения тревожности

Результаты исследования могут иметь значение для лечения фобий и других тревожных расстройств. Некоторые люди справляются со своим страхом перед пауками, просто избегая их, демонстрируя склонность к обучению на основе стимулов. “Страх связан со стимулом, что делает реакцию жесткой и труднопреодолимой”, – говорит Солтани.

Исследование показывает, что переключение внимания с вызывающих страх стимула на режим исследования, основанный на действиях, может быть более эффективным. Например, вместо того, чтобы сосредотачиваться на пауке и пытаться убедить себя, что он не так уж опасен (подход, основанный на стимуле), можно переосмыслить ситуацию с помощью ряда повторяющихся действий: например, накрыть паука чашкой, а затем к нему приблизиться.

“Таким образом, миндалевидное тело, один из арбитров мозга, может способствовать обучению, основанному на действиях, что является более надежным прогностическим фактором результата (без вреда для здоровья). Это способствует исследованию и гибкости, помогая преодолеть страх, даже если стимул изначально вызывает сильные негативные ассоциации”, – говорит Солтани.

Следующие шаги в исследовании

В настоящее время исследовательская группа анализирует записи нейронной активности в префронтальной коре головного мозга во время выполнения различных задач, чтобы понять, как нейроны взаимодействуют в процессе арбитража. В сотрудничестве с исследователями из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе они также проводят эксперименты на крысах, чтобы изучить специфические нейронные пути между миндалевидным телом и префронтальной корой.

Подпишитесь на сайт Психолог в интернете
в Telegram, ВКонтакте или в MAX
Помощь психолога