Как мозг обучается страху

Версия для печати

Для нейробиологии слово «эмоция» — ругательное. Исследование мозга требует измерений, проверок, объяснений. Но как измерить облегчение? Проверить неопределенность? Объяснить страх? Оказывается, это возможно. И мы уже это сделали. Мы знаем, как мозг учится страху.

Страх — это не халтурные, дешевые скримеры из фильмов и игр. Помните эпизод из игры Resident Evil 2, когда персонаж в комнате для допросов наклоняется, чтобы поднять клочок бумаги? А позади, из двустороннего зеркала выскакивает нечто розовое, сплошь из мускулов, когтей и зубов, и заставляет игрока закричать и выронить контроллер. Так вот, это не испуг. Это скример.

Если вас напугали до чертиков, мы можем легко это измерить. От резких движений, громких звуков, вдруг разбивающегося стекла человек подскакивает, чувства обостряются, а сердце начинает бешено биться. Неожиданно включите крысе громкий звук, и она, как и вы, подпрыгнет, ее сердце забьется, а после приземления она замрет на месте. Готовая к ответному действию. Мы знаем, что крыса испугалась, потому что по ней это видно.

Но испытать страх — не значит подпрыгнуть от неожиданности. Страх — это боязливое ожидание того, что произойдет что-то плохое, что это плохое должно произойти уже совсем скоро. Как же измерить это?

Мы можем измерить страх, научив крысу бояться чего-то безвредного. Мы можем объяснить его, обнаружив, где в мозгу появилось представление об этом безвредном объекте — и где его раньше не было. Где теперь находится страх.

Этот способ выработать условный рефлекс страха обезоруживающе прост. Время от времени нужно включать один и тот же короткий звук. Сам по себе звук не вызывает никакой реакции, кроме небольшой заинтересованности со стороны крысы: в ужасно скучной и унылой серой коробке для нее даже это — словно песня с вершины хит-парада, где-то наравне с Тейлор Свифт. Так что крыса заинтересовывается. Через некоторое время за звуком следует быстрый и слабый электрический разряд. Всего один, короткий, на секунду или две. Но этого достаточно, чтобы крыса испугалась. Чтобы она замерла в оборонительной позе, встревоженная, непонимающая, откуда взялась эта не сильная, но внезапная боль.

В тему: Как мозг человека делает из мухи слона

Последовательность звук-разряд необходимо повторить несколько раз. Затем включить только звук, без разряда. И крыса все равно замрет. Она остановится, предчувствуя разряд. В течение некоторого времени после каждого включения звука крыса будет замирать. Крыса научилась бояться звука — и того, что он предвещает.

Где же происходит этот процесс? В миндалевидном теле мозга. Если его вырезать, то крыса перестанет бояться — и никогда не научится этому. Она никогда не станет замирать, услышав этот звук. Но знание местоположения страха не объясняет сам его механизм. А заключается он в том, что как-то и где-то мозг создает связь между звуком и разрядом.

Мы используем именно звук для выработки рефлекса страха, потому что уже многое знаем о том, как мозг обрабатывает звуки. Мы изучили во всех подробностях, какой путь проделывает звук от уха через ствол головного мозга, через таламус в кору. Мы также точно знаем, как от нервных окончаний и через спинной мозг боль доходит далее, в таламус. Именно поэтому мы можем проследить путь звука и выяснить, где он соединяется с болью.

Их пути пересекаются в миндалевидном теле. Таламус звука и таламус боли располагаются отдельно, но сигналы они посылают в одну и ту же часть миндалевидного тела. Часто — одним и тем же нейронам. Нейроны миндалевидного тела, активируемые звуком, зачастую также активируются болью. Теперь мы понимаем и механизм страха.

В тему: Чтение глубоко трансформирует мозг человека в любом возрасте

Когда звук сопровождается электрическим разрядом, нейрон миндалевидного тела сперва активируется звуком, затем болью. Две вспышки активности подряд образуют связь. Но поначалу реакция на звук слабая. Она никак не влияет на остальной мозг. За реакцией на звук постоянно следует мощная реакция на боль, что заставляет нейрон обращать на звук более пристальное внимание. Сигнал, направляющий звук к нейрону, с каждым повторением становится все сильнее — пока не станет достаточно сильным, чтобы активировать нейрон так же, как и боль. Пока реакции нейрона на звук и на боль не станут одинаковыми.

Реакция миндалевидного тела следует напрямую в ствол головного мозга, заставляя крысу замереть. Итак, крыса научилась бояться звука. Что дальше? Включается звук. Он запускает сигнал, который следует по пути звука и прибывает в миндалевидное тело. Там мощный сигнал приводит в действие «внимательный» нейрон. Ствол головного мозга получает сигнал, очень похожий на сигнал боли, который и заставляет крысу замереть.

Идея до прекрасного проста, но на этом история не заканчивается. (Вы ведь догадывались, что так и будет? Когда это мозговые процессы были простыми?) В миндалевидном теле много нейронов. Очень много. В недавнем исследовании ученые продемонстрировали, что происходит с нейронами в процессе выработки рефлекса страха.

Если смотреть на нейроны в миндалевидном теле, то во время последовательности звук-разряд можно заметить повышение активности в некоторых нейронах. Это те самые нейроны, которые учатся обращать внимание на звук. Но в некоторых из них активность снижается, как будто они обращают на звук меньше внимания. И вот что странно: повышается активность или понижается, вовсе необязательно, что нейрон будет реагировать на боль. Как же нейроны учатся соединять звук и боль?

Важная часть темы — это система активности нейронов, то есть карта того, насколько активен каждый нейрон. Когда звук включается в первый раз, в группе нейронов создается система реакции. Некоторые нейроны молчат, некоторые шепчут, а некоторые кричат. Когда появляется разряд, в группе нейронов создается новая система реакции, отличная от той, которую конструирует звук. Некоторые из нейронов реагируют аналогично, а некоторые, ранее безмолвные, теперь кричат, кричавшие — шепчут и так далее.

Но в последовательности звук-разряд паттерн активности создан звуком. С каждым повторением система, созданная звуком, становится все более похожей на систему, созданную болью. В итоге, когда включается только звук, система говорит нейронам о боли, как если бы миндалевидное тело теперь умеет сигнализировать о звуке как о боли. Крыса реагирует соответствующе: «Замереть!»

У каждого, скорее всего, есть собственный опыт, доказывающий, что страх реален. Но можно ли его забыть? Можно. Если и дальше включать только звук без последующего разряда, то вскоре крыса перестанет замирать. Страх перед звуком исчез, испарился.

Но избавиться от страха не так-то просто. В этом процессе полно подводных камней. В первый день повторения только звука, можно заметить, что с каждым разом крыса замирает на все меньшее и меньшее время. Затем необходимо сделать перерыв на один день и снова посадить крысу в бокс. На следующий день в первый раз крыса замрет дольше, чем в последний раз в предыдущий день. Крыса частично забыла, что забыла о страхе. Во время перерыва страх каким-то образом восстановился.

В процессе избавления от страха система активности нейронов, созданная звуком, отдаляется от системы, созданной болью. С каждым разом нейроны говорят о боли все менее четко. Но это не значит, что система возвращается к изначальному состоянию, когда реагировала на звук. Создается совершенно новая система. Есть важный момент: что бы ни значила новая система, она определенно не означает боль. И действительно, чем больше новая система отличается от системы боли, тем меньше крыса будет замирать, услышав звук.

Избавиться от страха не значит совсем разучиться бояться этого объекта. Мозг не возвращается к изначальному состоянию. Сделайте перерыв в несколько недель, посадите крысу в камеру и включите звук. Она замрет. Но ненадолго. Информация и о страхе, и об его исчезновении сохранилась. Вообще, в будущем страх может оказаться полезным. События, которые раньше предшествовали неминуемой опасности, могут повториться, поэтому в том, что мозг крысы и человека не забывает о страхе полностью, есть смысл. О нем забыли на время.

В тему: Мозг обманывает человека

Мы знаем чрезвычайно много о том, как крысы учатся страху. Но поможет ли это нам? Поможет ли это справляться с приобретенными страхами? Скажем, что да, но с осторожностью. Очевидная цель — это фобии. Не все фобии новоприобретенны и не все из них безосновательны. Падение с высоты может убить, паук может оказаться ядовитым, а темнота для наших предков была полна опасностей.

Таким образом, наши знания о том, как крысы учатся страху и как забывают о нем, становятся основой для понимания страха у человека. С каждым повторением звука без последующего разряда страх крысы слабеет — так ослабляет человеческий страх и экспозиционная терапия. Суть в том, чтобы человек смотрел на страшные вещи (на паука, киви, клоуна Пеннивайза... Ох!), но последствий не было. После этого страх должен исчезнуть.

В тему: Как улучшить работу вашего мозга? Восемь простых советов

Но мы также знаем, почему такая терапия не всегда напрямую ведет к излечению. Страх исчезает неравномерно: человеку становится лучше, потом немного хуже, потом лучше, потом снова немного хуже — и так пока фобия не исчезнет совсем. Мы знаем, что если много месяцев или лет спустя объект страха возникнет снова, фобия необязательно вернется насовсем. Возможно, это будет просто разумная, обоснованная проверка, опасна страшная вещь или нет.

Бывают особо трудные случаи, когда страх перед безвредными вещами так и не исчезает. Значит, процесс терапии пошел не по плану. Здесь под подозрение попадает не миндалевидное тело, а крошечная часть коры головного мозга ( а именно — медиальная префронтальная кора, если вам интересны такие вещи). Помните: избавиться от страха не значит разучиться бояться этого объекта. Скорее, мозг на время забывает о страхе. Он подавляет связь между безвредным объектом и страхом. И похоже, что миндалевидному телу для подавления страха необходимо разрешение от этой крошечной части коры. А она, видимо, дает сигнал к действию: «Хорошо, теперь мы можем перестать на это реагировать». Возможно, именно из-за отсутствия этого сигнала мы и не можем перестать бояться.

Нам предстоит еще многое открыть в области научения страху и избавления от него. Мы должны добраться до коры и понять, где происходит подавление страха и что там может пойти не так. Мы должны выяснить, как нейроны связывают реакцию на звук и на последующую боль. Мы должны выяснить, как нейроны, которые, кажется, не знают о существовании боли, все равно меняются. Нам нужно узнать еще очень много, но так можно сказать вообще про все области нейробиологии. И каждое новое открытие будет маленьким шагом вперед по пути контроля наших страхов.

—

Автор: Марк Хамфрис. Оригинал: Medium

Перевела: Мария Елистратова

Редактировал: Сергей Разумов

Источник: NEWOCHEM

В тему:

• Как бедность угнетает мозг
• Другое тело Хокинга: как великий ученый общается с миром
• Ученые выяснили, каким образом стресс вызывает болезни сердца
• Война всех с самим собою. Что на самом деле мучает и разобщает людей
• Четыре вещи, которые я понял после того, как хотел убить себя