Исследователи из Sainsbury Wellcome Center (SWC) Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе раскрыли точные механизмы мозга, которые позволяют животным преодолевать инстинктивные страхи. Опубликованное в журнале Science исследование на мышах может иметь значение для разработки методов лечения расстройств, связанных со страхом, таких как фобии, тревожность и посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР).
Исследовательская группа, возглавляемая доктором Сарой Медерос и профессором Соней Хофер, изучила, как мозг учится подавлять реакции на предполагаемые угрозы, которые со временем оказываются безвредными.
“Люди рождаются с инстинктивными реакциями страха, такими как реакция на громкие звуки или быстро приближающиеся объекты”, – объясняет доктор Медерос, научная сотрудница лаборатории Хофер в SWC.
“Однако мы можем преодолеть эти инстинктивные реакции с помощью опыта – например, дети обучаются радоваться фейерверкам, а не бояться громких взрывов”.
“Мы хотели понять мозговые механизмы, которые лежат в основе таких форм обучения”.
Используя инновационный экспериментальный подход, команда изучала мышей, которым показывали расширяющуюся тень над головой, имитирующую приближающегося воздушного хищника. Первоначально мыши искали укрытие при столкновении с этой визуальной угрозой.
Однако при повторном воздействии и отсутствии реальной опасности мыши научились сохранять спокойствие, а не убегать, что предоставило исследователям модель для изучения подавления реакции страха.
Основываясь на предыдущей работе в лаборатории Хофер, команда знала, что область мозга, называемая вентролатеральным коленчатым ядром (vLGN), может подавлять реакции страха, когда она активна, и способна отслеживать информацию о предыдущем опыте, связанном с угрозой. vLGN также получает сильный входной сигнал от зрительных областей в коре головного мозга, и поэтому исследователи изучили, играет ли этот нейронный путь роль в обучении не бояться визуальной угрозы.
Исследование выявило два ключевых компонента в этом процессе обучения: 1) определенные области зрительной коры оказались необходимыми для процесса обучения, и 2) структура мозга, называемая вентролатеральным коленчатым ядром (vLGN), сохраняет эти воспоминания, вызванные обучением.
“Мы обнаружили, что животные не смогли научиться подавлять свои реакции страха, когда определенные зрительные области коры были деактивированы”.
“Однако, как только животные научились прекращать убегать, необходимость в коре головного мозга отпала”, – объясняет доктор Медерос.
“Наши результаты бросают вызов традиционным представлениям об обучении и памяти”, – отмечает профессор Хофер.
“Хотя кора головного мозга долгое время считалась основным центром, ответственным за обучение, память и поведенческую гибкость, мы обнаружили, что подкорковое вентролатеральное коленчатое ядро vLGN, а не зрительная кора, на самом деле хранит эти важные воспоминания. Этот нейронный путь может обеспечить связь между когнитивными процессами в неокортексе и “запрограммированным” поведением, опосредованным стволом мозга, позволяя животным адаптировать инстинктивное поведение”.
Исследователи также раскрыли клеточные и молекулярные механизмы, лежащие в основе этого процесса. Обучение происходит за счет повышенной нейронной активности в определенных нейронах vLGN, вызванной высвобождением эндоканнабиноидов – внутренних молекул-мессенджеров мозга, которые, как известно, регулируют настроение и память.
Это высвобождение уменьшает тормозной сигнал, поступающий в нейроны vLGN, что приводит к повышенной активности в этой области мозга при появлении визуального стимула угрозы, который подавляет реакцию страха.
Значение этого открытия выходит за рамки лабораторных исследований.
“Наши результаты также помогают лучше понять, что происходит в мозге, когда нарушается регуляция реакции на страх при таких состояниях, как фобии, тревожность и ПТСР”, – объясняет профессор Хофер.
Хотя инстинктивные реакции страха перед хищниками могут быть менее актуальны для современных людей, обнаруженные нами мозговые пути существуют и у людей”.
“Это может открыть новые возможности для лечения расстройств, связанных со страхом, воздействуя на цепи vLGN или локализованные эндоканнабиноидные системы”.
В настоящее время исследовательская группа планирует начать сотрудничество с клиническими исследователями для изучения этих мозговых цепей у людей в надежде когда-нибудь разработать новые целенаправленные методы лечения неадаптивных реакций на страх и тревожных расстройств.
Помощь психолога