Специалисты Ратгерского университета установили, каким образом мозг решает, какие стимулы, сходные с опасным, должны запускать страх после столкновения с негативным опытом. Опыты с мышами продемонстрировали: разделение между опасным и безопасным возникает уже на начальной стадии переработки сенсорных сигналов — в обонятельной луковице. Подробнее о том, как мозг обучается переносить страх на похожие раздражители, — в публикации «Известий».
Страх требуется отличать от сходных ощущенийОтдельный сенсорный раздражитель — к примеру, запах, звук либо изображение — приводит в действие множество нейронов мозга. При этом сходные стимулы нередко вовлекают частично пересекающиеся наборы клеток.
После испуга мозгу нужно понять, насколько новый раздражитель обязан напоминать первоначальный, чтобы тоже считаться опасным. С этой целью создаются особые «границы страха», ограничивающие распространение нейронной активности.
Для изучения данного механизма исследователи приучили мышей ассоциировать конкретный запах с небольшой угрозой. Затем грызунам показывали исходный аромат, а также новые — схожие и отличающиеся от него. Ученые параллельно наблюдали за активностью нейронов в обонятельной луковице — участке мозга, который участвует в первичной переработке запахов. Работа опубликована в журнале Nature Communications (NC).
Сходные запахи были способны запускать страхПосле обучения страху перемены затрагивали не только ту группу нейронов, которую активировал запах, связанный с угрозой. Они происходили и в некоторых соседних клетках. Из-за этого новый аромат, включавший частично совпадающий либо близкий набор нейронов, мог ощущаться как угроза, хотя напрямую с негативным опытом его не связывали.
Наталья Ефимова, аспирантка лаборатории Макганна и соавтор исследования
Исследование показало, что в случае запахов сенсорная дифференциация и установление границ страха происходят в ранней части мозга, отвечающей за обработку сенсорной информации.
Ученые отмечают: чем заметнее совпадали нейронные образы двух запахов, тем проще страх переходил с первоначального раздражителя на новый.
Тормозные цепочки задавали границу между опасным и безопаснымЧтобы проверить значение ранней сенсорной переработки, исследователи меняли функционирование местных тормозных цепей в обонятельной луковице мышей. В итоге они могли влиять на то, насколько широко животные переносили страх на новые ароматы. Обычно после обучения мыши наиболее сильно откликались на запах, связанный с угрозой, слабее — на схожий и еще слабее — на существенно отличающийся. Иначе говоря, реакция постепенно снижалась по мере уменьшения сходства раздражителей.
Если тормозную систему в обонятельной луковице блокировали, такая градация пропадала: страх делался более общим и одинаково распространялся на запахи. При ином вмешательстве, наоборот, круг запахов, которых избегали грызуны, становился уже, хотя умение различать сами ароматы сохранялось.
Мозг проводил границу еще до сложной переработкиИтоги продемонстрировали, что обонятельная луковица не только направляет сенсорную информацию в другие отделы мозга. Она сама включена в определение того, насколько новый аромат напоминает стимул, ранее связанный с угрозой.
Джон Макганн, профессор кафедры психологии Ратгерского университета в Нью-Брансуике и руководитель исследования
Эти результаты свидетельствуют о том, что мозг начинает определять границу между опасными и безопасными стимулами гораздо раньше в процессе обработки сенсорной информации, чем предполагалось ранее.
Как отметил ученый, тормозная переработка в обонятельной луковице управляет тем, насколько широко распространяется нейронная активность после испуга. Следовательно, пережитая угроза способна влиять не только на отклик на первоначальный раздражитель, но и на восприятие других, сходных с ним запахов.
Избыточное обобщение страха связано с переменами нейронных связейАвторы допускают, что избыточное распространение страха может быть связано не только с переменами в областях мозга, отвечающих за эмоции и память, но и с тем, как сам раздражитель представлен на ранних стадиях сенсорной переработки. Обычно реакция постепенно слабеет по мере того, как новый стимул все меньше напоминает тот, что был связан с угрозой. При чрезмерном обобщении такая градация может пропадать, и страх начинает распространяться на широкий круг раздражителей.
Ученые указывают, что сходные нарушения обобщения страха встречаются при тревожных расстройствах и посттравматическом стрессовом расстройстве. Но текущее исследование выполнялось на мышах и изучало главным образом переработку запахов, поэтому его итоги пока нельзя напрямую переносить на человека.