Лабораторные мыши — незаменимые помощники учёных в изучении и понимании актуальных болезней: от рака и диабета до коронавируса. Однако долгое время хвостатых сотрудников отодвигали на второй план, если речь шла о психиатрических заболеваниях. Считалось, что мышиное сознание слишком отличается от человеческого, чтобы их можно было сравнивать.
Новейшие исследования Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе всё же смогло показать, что функционирование и работа сознания мыши и человека сходны. Учёные разработали строгий подход к изучению процесса производства галлюцинаций в мозгу, и это стало отправной точкой в разработке новых методов лечения шизофрении. Как компьютерная игра объединила мышей и людей, почему уровень дофамина связан с психозами и каким образом убеждения могут подтолкнуть человека к галлюцинациям?
Исследование, опубликованное 2 апреля в журнале Science, рассказывает, как возникают галлюцинации, сопровождающие психоз. Специалисты обучили людей и мышей выполнять компьютерную задачу, которая заставляла их слышать звуки, не звучавшие в реальности. Анализируя выполнение этой задачи, учёные измеряли галлюцинаторные явления у всех участников эксперимента. Новаторский подход позволил изучить нейронные сети [Нейронная сеть — это модель, построенная по принципу работы и организации биологических нейронных цепей, то есть нервных клеток живого организма.], лежащие в основе галлюцинаций, и открыть психотические симптомы для дальнейших научных исследований.
Психоз возникает, когда человек теряет связь с реальностью. Во время психотического эпизода люди могут приобрести ложные убеждения (заблуждения) или уверенно полагать, что они видят или слышат то, чего не происходит на самом деле (галлюцинации). Психотический эпизод может быть признаком серьезного психического заболевания, такого как шизофрения или биполярное расстройство, но люди также могут испытывать подобные симптомы и без психических заболеваний.
Чтобы изучить, как возникают галлюцинации, доктора Вашингтонского университета создали компьютерную игру, в которую могли играть как люди, так и мыши. Исследователи воспроизводили звук, и субъекты указывали, что они слышат его, нажимая кнопку (люди) или ткнувшись носом в порт (мыши). Задачу усложнили тем, что звук заглушался фоновым шумом. Участники оценивали, насколько они уверены, что точно определили реальный звук, перемещая ползунок на шкале. Мыши показывали свою уверенность тем, как долго ждали награды. Когда субъект уверенно сообщал, что он или она слышали звук, который на самом деле не воспроизводился, исследователи называли это событием, похожим на галлюцинацию.
Несмотря на простую конструкцию задачи, она задействовала нейронные цепи, лежащие в основе галлюцинаций. Судя по опросам, люди, более остальных испытывавшие галлюцинаторные явления во время эксперимента, также с большей вероятностью испытывали спонтанные галлюцинации в повседневной жизни даже при том, что ни у одного из участников не диагностировали психическое заболевание.
Убеждения и ожидания людей могут подтолкнуть их к галлюцинациям. Ожидание услышать определенное слово увеличивает вероятность того, что люди на самом деле сообщат, что слышали его, даже если на самом деле слова не произносили. Фактически, исследования показали, что люди, склонные к галлюцинациям, особенно восприимчивы к этому виду прайминга — бессознательного способа работы нашей памяти, при котором мы идентифицируем слова, объекты, задачи или ситуации. По сути, прайминг означает активацию определенной части вашего мозга, из-за которой вы узнаете что-то перед собой.
«Человеческую речь очень трудно понять в шумной обстановке, — сказал профессор нейробиологии и психиатрии Адам Кепекс. — Мы всегда соотносим наши предыдущие знания о человеческой речи с тем, что слышим в данный момент, чтобы понять устную речь. Можно легко представить, что во время эксперимента эта система становится несбалансированной, и вы внезапно что-то слышите».
Чтобы проверить, можно ли таким же образом тестировать мышей, Кепекс и его коллеги манипулировали их ожиданиями. Они регулировали частоту воспроизведения звука. Когда звук воспроизводился часто, мыши с большей вероятностью уверенно, но ошибочно сообщали, что они его слышали — подобно людям.
Чтобы лучше связать опыт мыши и человека, исследователи также использовали наркотик, стимулирующий галлюцинации. Кетамин искажает зрительное и звуковое восприятие, а также вызывает психотические эпизоды у здоровых людей. Мыши, которым давали кетамин перед выполнением задания, также сообщали о схожих с галлюцинациями явлениях.
Установив это важное сходство между мышами и людьми, исследователи приступили к изучению биологических корней галлюцинаций. Давно известно, что гормон и нейромедиатор дофамин в мозге играет не последнюю роль в возникновении галлюцинаций. Людей, страдающих галлюцинациями, можно лечить антипсихотическими препаратами, блокирующими дофамин. Но как дофамин изменяет нейронные сети, вызывая галлюцинации, остаётся неизвестным.
Изучая мышей, исследователи заметили, что повышение уровня дофамина предшествует явлениям, подобным галлюцинациям, и что искусственное повышение уровня дофамина вызывает больше эпизодов, подобных галлюцинациям. Эти поведенческие эффекты купируются введением антипсихотического препарата Галоперидола, блокирующего дофаминовые рецепторы.
Адам Кепекс считает, что эксперимент поможет нейробиологам эффективнее исследовать человеческие галлюцинации и искать новые методы их лечения:
«Кажется, в мозгу существует нейронная цепь, которая уравновешивает предыдущие убеждения и доказательства. Чем выше базовый уровень дофамина, тем больше вы полагаетесь на свои предыдущие установки, нежели на реальные обстоятельства. Мы думаем, что галлюцинации возникают, когда этот нервный контур становится неуравновешенным — антипсихотические препараты восстанавливают его баланс. Наша компьютерная игра, вероятно, задействует тот же самый контур, поэтому события, подобные галлюцинациям, отражают этот дисбаланс. Мы очень рады новому подходу к изучению галлюцинаций у разных видов существ. Это позволяет нам, наконец, исследовать нейробиологические корни загадочного явления».
Перевод: Елизавета Давыдова
Ещё больше новых крутых материалов — на сайте журнала «Дискурс» .