В ходе беспрецедентного нового исследования ученые показали, что во время обработки эмоционального содержания речи в человеческом мозге высвобождаются нейромедиаторы. Это позволяет по-новому взглянуть на то, как люди интерпретируют значение слов.
Работа, проведенная международной командой под руководством ученых из Политехнического университета Вирджинии, позволяет глубже понять, как язык влияет на выбор человека и его психическое здоровье.
Это исследование, проведенное под руководством специалиста по компьютерной нейробиологии Рида Монтегю, профессора Института биомедицинских исследований Фралина при Техническом центре Вирджинии и директора Центра исследований нейробиологии человека, представляет собой первое в своем роде исследование того, как нейромедиаторы обрабатывают эмоциональное содержание речи, что является уникальной человеческой функцией.
Открытие, опубликованное в журнале Cell Reports, соединяет биологическое и символическое, связывая нейронные процессы, которые, вероятно, эволюционировали для выживания у огромного количества видов на протяжении веков, с богатством человеческого общения и эмоций.
“Общепринятое мнение о химических веществах в мозге, таких как дофамин и серотонин, заключается в том, что они посылают сигналы, связанные с положительной или отрицательной ценностью опыта”, – говорит Монтегю.
“Наши результаты показывают, что эти химические вещества высвобождаются в определенных областях мозга, когда мы обрабатываем эмоциональное значение слов”.
“В более широком смысле наше исследование подтверждает идею о том, что системы мозга, которые эволюционировали, чтобы помогать нам реагировать на хорошие или плохие события в окружающей среде, могут также играть определенную роль в том, как мы обрабатываем слова, что не менее важно для нашего выживания”.
Исследователи впервые одновременно измерили уровень дофамина, серотонина и норадреналина у людей в контексте сложной динамики мозга, лежащей в основе того, как люди интерпретируют речь и на нее реагируют.
“Эмоциональное содержание слов передается через несколько систем передачи сигналов, но каждая система работает по-своему”, – говорит Монтегю. “Не существует единой области мозга, управляющей этой активностью, и это не так просто, как если бы одно химическое вещество представляло одну эмоцию”.
Нейрохимические измерения проводились у пациентов, перенесших операцию по глубокой стимуляции мозга для лечения эссенциального тремора или для хирургической имплантации электродов для контроля припадков у пациентов с эпилепсией. Эти процедуры нацелены на совершенно разные области мозга – таламус и переднюю поясную извилину соответственно.
Пока на экране отображались эмоционально окрашенные слова, проводились измерения с помощью электродов из углеродного волокна в таламусе, а также традиционных платино-иридиевых электродов в передней поясной коре.
Исследователи обнаружили, что слова – положительные, отрицательные или нейтральные – модулируют высвобождение нейромедиаторов.
Измеряя субсекундную динамику высвобождения, они выявили четкие закономерности, связанные с эмоциональным тоном, анатомическими областями и тем, какое полушарие мозга задействовано.
“Удивительный результат был получен благодаря таламусу”, – говорит Уильям “Мэтт” Хоу, доцент Школы нейронауки Вирджинского технического колледжа. “Раньше считалось, что эта область не играет никакой роли в обработке языка или эмоционального содержания, однако мы увидели изменения в нейромедиаторах в ответ на эмоциональные слова.
“Это говорит о том, что даже те области мозга, которые обычно не связаны с эмоциональной или языковой обработкой, могут быть причастны к этой информации. Например, участки мозга, ответственные за мобилизацию движений, могут извлечь пользу из доступа к эмоционально значимой информации для управления поведением”.
Хотя первоначально открытие было сделано с участием людей, проверка на животных моделях придала результатам дополнительную уверенность.
Алек Хартл, соавтор исследования и аспирант Школы неврологии в лаборатории Хоу, провел эксперименты на моделях грызунов, используя методику, называемую оптогенетикой, чтобы подтвердить закономерности, наблюдаемые у людей. Использование света для управления генетически модифицированными клетками позволило ученым изучить функции определенных нейронов и нейронных цепей.
“То, что мы наблюдали в человеческом мозге, было невероятным”, – говорит Хоу, соавтор и ведущий автор исследования.
“Результаты, полученные на животных, подтверждают более широкое значение этих нейромедиаторов в системах принятия решений”.
Новые результаты основаны на недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Human Behavior, в котором исследовательская группа подчеркнула роль дофамина и серотонина в социальном поведении.
“В то время как предыдущие исследования были сосредоточены на нейромедиаторах во время принятия решений, это исследование исследует нечто уникальное для человека: эмоциональное содержание написанных слов”, – говорит Сет Баттен, старший научный сотрудник лаборатории Монтегю.
“В отличие от животных, люди могут понимать слова, их контекст и значение. В исследовании изучается, как нейромедиаторные системы обрабатывают слова с различной эмоциональной окраской, отражая гипотезу о том, что эти системы, эволюционировавшие, чтобы поддерживать нашу жизнь, теперь также помогают интерпретировать язык”.
Несмотря на то, что исследование находится на ранней стадии, его значимость заключается в его фундаментальном характере и вопросах, которые оно ставит перед будущими исследователями.
Слова, использованные в исследовании, были взяты из базы данных “Аффективные нормы английских слов” (ANEW), которая оценивает слова по положительной, отрицательной или нейтральной эмоциональной валентности.
Помощь психолога