Порой человек по-прежнему ощущает страх даже там, где объективно нет никакой угрозы. Безвредный звук, привычное место или случайное напоминание способны запустить реакцию, сходную с той, что появилась в момент травмирующего события. На мышах ученые выявили механизм работы памяти, который помогает понять, почему мозгу порой сложно отделять опасную обстановку от безопасной. Как защитная реакция становится источником постоянного страха и какое отношение это открытие имеет к посттравматическому стрессовому расстройству, — в материале «Известий».
Страх может стирать границу между опасностью и безопасностьюСпециалисты Исследовательского центра Дугласа при Университете Макгилла вместе с коллегами из Университета Торонто в Скарборо выявили особенность работы мозга, способную помочь в объяснении некоторых механизмов тревожных и связанных с травмой расстройств. Итоги эксперимента опубликованы в журнале Nature Neuroscience.
Ученые установили: когда формируются воспоминания об опасности и безопасности, соответствующие представления в мозге не всегда становятся более четко разграниченными — они способны частично перекрываться.
Марк Брэндон, доцент кафедры психиатрии Университета Макгилла и исследователь центра Дугласа и старший автор исследования
Наши результаты показывают, что страх может размывать границу между опасностью и безопасностью, а не делать ее более четкой. Это может изменить представления ученых о тревоге и ПТСР.
В ходе эксперимента мышей учили связывать одну обстановку с опасностью, а другую — с безопасностью. Исследователи заметили, что представления мозга об этих двух условиях стали перекрываться. По их мнению, это может помогать быстрее извлекать воспоминания о потенциальной угрозе и оперативнее реагировать на нее. Однако у такого механизма есть и обратная сторона: когда воспоминания об опасности и безопасности различаются недостаточно четко, реакция страха способна возникать и там, где реальной угрозы нет.
Авторы считают эту особенность возможным объяснением ряда реакций, которые наблюдаются при тревожных расстройствах и ПТСР. При этом речь идет о доклиническом исследовании на мышах. Оно не доказывает, что найденный механизм напрямую вызывает ПТСР у людей, но помогает точнее сформулировать вопросы для дальнейшего изучения памяти и страха.
Как ученые наблюдали за воспоминаниями в мозгеЧтобы разобраться, как формируются и меняются воспоминания об опасности и безопасности, исследователи построили арену дополненной реальности. Изменяя зрительные и звуковые сигналы, они могли словно «перемещать» мышей между двумя условиями: одним, связанным с опасностью, и другим, где животным ничто не угрожало. Такой подход дал возможность изучать реакцию мозга на смену обстановки, а не ограничиваться наблюдением за поведением животных после завершения эксперимента.
Для регистрации активности нервных клеток специалисты применяли миниатюрные микроскопы. С их помощью они следили за работой сотен нейронов гиппокампа в реальном времени. Это дало возможность проследить, как меняются представления мозга о двух типах обстановки и как он переключается между воспоминаниями, связанными с угрозой и безопасностью.
Роберт Розеске, доцент кафедры психологии Университета Торонто в Скарборо и ведущий автор исследования
Это дало нам возможность, которую сложно получить с помощью обычных экспериментов по формированию условного страха, — наблюдать в каждый момент времени, как мозг переключается между конкурирующими картами опасных и безопасных воспоминаний.
Итак, ученые изучали не только саму реакцию страха, но и то, как мозг представляет окружающую обстановку и извлекает связанные с ней воспоминания. Это важно, поскольку реакция на угрозу зависит не только от того, что человек или животное пережили в прошлом, но и от того, как мозг соотносит прошлый опыт с текущей ситуацией.
Гиппокамп и защитная система мозгаГиппокамп — это структура мозга, участвующая в формировании и извлечении воспоминаний. В частности, он помогает связывать события с контекстом: местом, окружающей обстановкой и обстоятельствами, при которых случилось то или иное событие. Благодаря этому прошлый опыт способен влиять на то, как организм оценивает новую ситуацию.
В работе особое внимание уделили вентральному гиппокампу. Согласно результатам эксперимента, перекрывающиеся представления об опасной и безопасной обстановке могли помогать более быстрому извлечению воспоминаний об угрозе. Это значит, что мозг потенциально способен быстрее подготовить защитную реакцию, даже если текущая ситуация лишь отчасти напоминает ту, в которой раньше возникала опасность.
Роберт Розеске
Вентральный гиппокамп может быть частью системы, которая отдает приоритет быстрой реакции по принципу «лучше перестраховаться, чем пожалеть». Иными словами, мозг может жертвовать точностью ради скорости, когда опасность действительно имеет значение.
Подобный принцип может иметь эволюционное значение. Если организм слишком долго оценивает обстановку, он рискует не успеть отреагировать на реальную опасность. Поэтому быстрая защитная реакция способна повышать шансы на выживание. Проблема появляется, когда такая система начинает срабатывать слишком часто и переносит реакцию страха на безопасные ситуации.
Брэндон, в свою очередь, отметил: исследование показывает, что причина не обязательно кроется в нарушении системы разделения представлений. По его предположению, речь идет о чрезмерно активной версии нормального механизма выживания, которая вышла из-под контроля. Специалист также обратил внимание, что такое объяснение может помочь ученым искать новые подходы к работе с чрезмерно быстрой реакцией мозга на предполагаемую угрозу.
Что такое ПТСР и почему страх сохраняется после травмыПосттравматическое стрессовое расстройство — психическое расстройство, способное развиться после пережитого или увиденного травмирующего события. К таким событиям относят, например, военные действия, серьезные аварии, стихийные бедствия и сексуальное насилие. При этом сам факт пережитой травмы не значит, что у человека обязательно появится ПТСР: многие люди переживают сильный стресс после опасного события, но со временем восстанавливаются.
Справка «Известий»В информационном материале Всемирной организации здравоохранения, посвященном ПТСР, называют несколько основных групп симптомов.
Первая — повторное переживание травмы: навязчивые воспоминания, кошмары и флешбэки, при которых человеку может казаться, будто событие происходит вновь. Вторая — избегание напоминаний о случившемся: определенных мест, ситуаций, разговоров или мыслей. Третья — усиленное чувство опасности, способное проявляться постоянной настороженностью, нарушениями сна и чрезмерной реакцией на резкие звуки или движения. Для постановки диагноза важно, чтобы симптомы причиняли значительные страдания и мешали повседневной жизни.
Один из вероятных механизмов, связанных с подобными реакциями, — обобщение страха. Оно появляется, когда реакция, сформировавшаяся в ответ на конкретную угрозу, переносится на другие стимулы, напоминающие первоначальный источник опасности. Например, после травмирующего события человек способен испытывать сильную тревогу из-за звука, места или ситуации, которые лишь отдаленно напоминают пережитое. При этом текущая обстановка может быть безопасной.
Это не значит, что все люди с ПТСР одинаково воспринимают угрозу или что их реакции объясняются только работой гиппокампа. Расстройство развивается под влиянием множества факторов, а найденный у мышей механизм пока рассматривают как один из возможных элементов более сложной системы.
Что исследования на людях говорят об обобщении страхаСвязь обобщения страха с работой мозга исследуют не только в экспериментах на животных. В журнале Neuroscience & Biobehavioral Reviews опубликован метаанализ шести исследований с участием 176 человек. Ученые обобщили данные функциональной магнитно-резонансной томографии, чтобы установить, какие области мозга участвуют в переносе реакции страха на стимулы, похожие на первоначальный источник угрозы.
Авторы выявили, что в этом процессе задействованы несколько систем мозга, включая гиппокамп и миндалевидное тело. При этом обобщение страха не сводится к работе одной структуры: в нем участвуют области, связанные с оценкой значимости стимулов, обработкой эмоций и различением потенциально опасных и безопасных сигналов. Результаты помогают понять, как мозг переносит опыт угрозы на новые ситуации, но сами по себе не доказывают, что именно этот механизм приводит к развитию ПТСР.
Еще один пример — исследование с участием 67 ветеранов, опубликованное в журнале Translational Psychiatry. В нем сравнили 32 человека с ПТСР и 35 участников, переживших травму, но не имевших этого расстройства. В ходе эксперимента ученые изучали, как участники обрабатывали лица с разной степенью выраженности эмоций страха после процедуры формирования условной реакции.
У участников с ПТСР исследователи заметили смещение памяти и активности ряда областей мозга в сторону стимулов с более выраженными признаками угрозы. Ученые предположили, что это может быть одним из механизмов, из-за которых напоминания, лишь отдаленно похожие на первоначальную травму, вызывают сильную реакцию. Однако работа изучала особенности обработки эмоциональных стимулов у людей, а не непосредственно тот механизм перекрывающихся воспоминаний в вентральном гиппокампе, который обнаружили в новом эксперименте на мышах.
В целом эти исследования свидетельствуют: обобщение страха — важное направление изучения тревожных и связанных с травмой расстройств. Однако результаты разных работ не стоит считать доказательством одного и того же механизма: ученые применяют различные задачи, фиксируют разные реакции и изучают разные группы участников.
Что открытие может изменить в изучении ПТСРГлавный вывод новой работы состоит в том, что перекрытие воспоминаний об опасности и безопасности может быть не просто недостатком работы мозга, а частью обычной защитной системы. В определенных условиях она помогает быстрее распознавать потенциальную угрозу. Однако чрезмерная активность этого механизма способна мешать точно оценивать ситуацию и провоцировать реакцию страха там, где опасности нет.
Марк Брэндон
Такое переосмысление представлений может помочь разработать терапевтические подходы, направленные на чрезмерно быстрый переход в «режим опасности».
Речь идет о возможном направлении будущих исследований, а не о готовом способе лечения. Чтобы выяснить, применим ли этот механизм к ПТСР у людей, нужны дополнительные работы. Предстоит установить, насколько сходно устроены соответствующие процессы в человеческом мозге, как они связаны с симптомами расстройства и можно ли целенаправленно изменять их, не ослабляя нормальную защитную реакцию на настоящую опасность.
Итак, исследование предлагает новое объяснение того, почему мозг способен реагировать на безопасную обстановку так, будто угроза все еще существует. Но пока это гипотеза, основанная на эксперименте с мышами. Ее значение для диагностики и лечения ПТСР предстоит проверить в дальнейших исследованиях.