Обнаружен механизм мозга, который помогает преодолеть страх
Исследователи из Sainsbury Wellcome Center (SWC) в UCL раскрыли точные механизмы мозга, которые позволяют животным преодолевать инстинктивные страхи. Опубликованное в Science исследование на мышах может иметь значение для разработки терапевтических средств для расстройств, связанных со страхом, таких как фобии, тревожность и посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР).
Исследовательская группа под руководством Сары Медерос и профессора Сони Хофер изучила, как мозг учится подавлять реакции на воспринимаемые угрозы, которые со временем оказываются безвредными.
«Люди рождаются с инстинктивными реакциями страха, такими как реакция на громкие звуки или быстро приближающиеся объекты», — объясняет Медерос, научный сотрудник лаборатории Хофера в SWC. «Однако мы можем преодолеть эти инстинктивные реакции с помощью опыта — подобно тому, как дети учатся радоваться фейерверкам, а не бояться их 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. Сначала мыши искали укрытие, сталкиваясь 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.
На основе предыдущей работы в лаборатории Хофера команда знала, что область мозга, называемая вентролатеральным коленчатым ядром (vLGN), может подавлять реакции страха, когда активна, и способна отслеживать знания о предыдущем опыте угрозы. vLGN также получает сильный входной сигнал от визуальных областей в коре головного мозга, и поэтому исследователи изучали, 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), хранит эти вызванные обучением воспоминания.
«Мы обнаружили, что животные не смогли научиться подавлять свои реакции страха, когда определенные зрительные области коры были дезактивированы. Однако, как только животные научились прекращать побег, кора головного мозга стала им больше не нужна», — пояснил Медерос.
«Наши результаты бросают вызов традиционным взглядам на обучение и память», — отмечает профессор Хофер. «Хотя кора головного мозга долгое время считалась основным центром мозга для обучения, памяти и поведенческой гибкости, мы обнаружили, что подкорковая vLGN, а не зрительная кора на самом деле хранит эти важные воспоминания. Этот нейронный путь может обеспечить связь между когнитивными неокортикальными процессами и «жестко заданным» поведением, опосредованным стволом мозга, позволяя животным адаптировать инстинктивное поведение».
Исследователи также раскрыли клеточные и молекулярные механизмы, лежащие в основе этого процесса. Обучение происходит посредством повышенной нейронной активности в определенных нейронах vLGN, вызванной высвобождением эндоканнабиноидов — молекул-мессенджеров мозга, которые, как известно, регулируют настроение и память.
Это высвобождение снижает ингибирующий сигнал к нейронам vLGN, что приводит к повышению активности в этой области мозга при столкновении со зрительным стимулом угрозы, что подавляет реакцию страха.
Значение этого открытия выходит за рамки лаборатории.
«Наши результаты также могут помочь нам лучше понять, что не так в мозге, когда регуляция реакции страха нарушается при таких состояниях, как фобии, тревожность и посттравматическое стрессовое расстройство. Хотя инстинктивные реакции страха перед хищниками могут быть менее актуальны для современных людей, обнаруженный нами мозговой путь существует и у людей», — объясняет профессор Хофер. «Это может открыть новые возможности для лечения расстройств, связанных со страхом, путем воздействия на цепи vLGN или локализованные эндоканнабиноидные системы».
Теперь исследовательская группа планирует сотрудничать с клиническими исследователями для изучения этих мозговых цепей у людей, надеясь когда-нибудь разработать новые целенаправленные методы лечения неадаптивных реакций страха и тревожных расстройств.