Анотація

Вчені провели дослідження, яке дозволило більш глибоко зазирнути у процеси, що запускаються тривогу.

Актуальність

Тривога – це фундаментальна біорегуляторна реакція вищих форм життя на нашій планеті, яка домагає живим організмам у уникненні/боротьбі із небезпекою. Вона запускає цілий каскад метаболічних змін (прискорення серцебиття, підвищення артеріального тиску тощо), які мобілізують ресурси організму в потенційно небезпечних ситуаціях.

З еволюційним ускладненням мозку покращувалась його здатність до антиципації небезпеки та розширювався спектр ситуацій, які організм оцінював як небезпечні. Якщо казати більш точно, тривогу може викликати й така ситуація/подія, з якою організм раніше ще ніколи не стикався, а тому й не має стандартної поведінкової схеми. Таким чином, тривогу запускає ситуація/подія, з якою організм раніше вже стикався та оцінив як небезпечну, та нові ситуації/події або такі, в яких організм не знає, чого очікувати.

В рамках нейровізуалізаційних досліджень було продемонстровано, що у формуванні/регуляції тривоги беруть участь різні частини мозку, від еволюційно найновіших структур (префронтальна кора) і до більш стародавніх регіонів (лімбічна система, середній мозок тощо) [ 1 ]. Подібні дослідження, направлені на вивчення процесів формування тривоги, з медичної точку зору можуть допомогти в розробці більш ефективних методів лікування тривожних розладів – групи проблем із психічним здоров’ям, при яких тривога, замість допомоги організму, призводить до значного порушення в соціальному, трудовому та повсякденному функціонуванні.

Результати нового дослідження

Наразі, задля дослідження роботи мозку часто використовують вищих приматів. Вони мають дуже схожий із людським мозок, а репертуар експериментів на тваринних моделях може бути значно ширшим, ніж за участю людей (однак він теж обмежений відповідними етичними нормами).

В авторитетному журналі «Nature» опублікували результати подібного експерименту. Автор роботи – Ілля Моносов (Ilya E. Monosov) із кафедри неройнаук та біомедичного інженерування Вашингтонського університету в Сент-Луісі (США) [ 2 ]. Дослідника цікавили механізми, які приймають участь у відповіді організму на стимули, які мають певний рівень невизначеності. Іншими словами, як буде функціонувати мозок, якщо він не знає, чого очікувати. В рамках дослідження жодна мавпа не постраждала.

Експеримент полягав у тому, що І. Моносов разом із помічниками вчили мавп (макаки-резус) реагувати на 3 варіанти стимулів. В одному випадку, після пред’явлення зорового стимулу (геометричні фігури) їм давали позитивну винагороду (сік) із ймовірністю 100, 50 та 0%. У другому, після пред’явлення зорового стимулу мавпам давали негативне підкріплення (потік повітря) із ймовірністю 100, 50 та 0%.

Під час обох експериментів реєстрували активність нейронів передньої поясної кори (anterior cingulate cortex). Реєстрацію проводили після 12 навчальних експериментів. Тобто, наприклад, спочатку мавпі 12 разів пред’являли картинку із певною геометричною фігурою, після чого їй завжди давали сік. На 13ій експозиції до стимулу проводили реєстрацію активності АСС. Потім повторювали цей експеримент, тільки вже із 50% ймовірністю появи соку після певної геометричної фігури і т.д.

Таким чином, вчені очікували отримати 3 варіанти поведінки – на позитивне підкріплення, на негативне підкріплення та на невизначеність (при 50% ймовірності позитивного чи негативного підкріплення). Реакція мавп на невизначеність є своєрідним варіантом подібних реакцій асоційованих із тривогою у людей, наприклад, очікування на іспит або результатів іспиту, після його складання.

У результаті експерименту вченим вдалося з’ясувати, що у обох варіантах із невизначеністю відбувалась активація певних пов’язаних із собою нейронів ACC. Причому більшість із цих нейронів не активувалися у відповідь на винагороду чи негативне підкріплення. Більше того, нейрони, які відповідали за невизначеність щодо покарання, тобто були треновані на 50% ймовірність бути «атакованим» потоком повітря після зорового стимулу, знаходились в різних частинах АСС, але мали велике представництво у дорсальній (задній) частині, а ті, що відповідали за невизначеність щодо винагороди, тобто були тренованими на появу соку після зорового стимулу, – як у дорсальній так і у вентральній (передній) частині.

Окрім того, ці нейрони АСС могли змінювати свою активність в залежності від того, як мавпа оцінювала можливість негативного/позитивного підкріплення. Якщо ймовірність низька – активність зменшувалась, при підвищенні ймовірності – підвищувалась й активність нейронів, що запускало відповідну поведінкову реакцію у мавпи. У цьому процесі важливу роль грав нейромедіатор серотонін.

Висновок

Отже, в даному дослідженні вченим вдалося з’ясувати 3 важливих моменти:

  1. Реакція організму на невизначеність (одна із моделей тривоги) формується у специфічних спеціалізованих нейронах головного мозку, які знаходяться в передній поясній корі.

  2. В залежності від ситуації та її оцінки організмом ці нейрони підвищують або зменшують свою активність.

  3. Регуляція їх активності залежить від серотоніну (регуляція відбувається за рахунок серотонінергічних нейронів).

Медична значимість цих відкриттів полягає у тому, що на основі отриманих знань можна створити препарат або винайти метод лікування, який буде прицільно діяти на ці нейрони в поясній корі. У випадку тривожних розладів – це дозволить зменшити прояви тривоги та занепокоєння на широкий спектр подій, які асоціюються із невизначеністю. Іншими словами, дозволить розробити новий, більш ефективний та прицільний засіб лікування для цієї групи проблем.

Список використаної літератури

  1. The Neurobiology of Anxiety Disorders: Brain Imaging, Genetics, and PsychoneuroendocrinologyMartin EI, Ressler KJ, Binder E, Nemeroff CB..2013;32(3):549-575.CrossRef Publisher Full Text
  2. Anterior cingulate is a source of valence-specific information about value and uncertaintyMonosov IE.Nature Communications.2017;8:134.CrossRef Publisher Full Text

https://uk.e-medjournal.com/index.php/psp/article/view/51