Иногда человек продолжает испытывать страх даже в ситуации, которая объективно не представляет опасности. Безобидный звук, знакомое место или случайное напоминание могут вызывать реакцию, похожую на ту, что возникла во время травмирующего события. Исследователи обнаружили у мышей механизм работы памяти, который может объяснить, почему мозгу бывает трудно различать опасную и безопасную обстановку. О том, как защитная реакция превращается в источник постоянного страха и какое отношение это открытие имеет к посттравматическому стрессовому расстройству, — в материале «Известий».
Страх может стирать границу между опасностью и безопасностью
Исследователи из Исследовательского центра Дугласа при Университете Макгилла и Университета Торонто в Скарборо обнаружили особенность работы мозга, которая может помочь объяснить некоторые механизмы тревожных и связанных с травмой расстройств. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Nature Neuroscience.
Ученые выяснили, что при формировании воспоминаний об опасности и безопасности соответствующие представления в мозге не обязательно становятся более четко разделенными: они могут частично перекрываться.
Марк Брэндон, доцент кафедры психиатрии Университета Макгилла, 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 эксперименте мышей обучали связывать одну обстановку с опасностью, а другую — с безопасностью. Исследователи обнаружили, что представления мозга об этих двух условиях начали перекрываться. По их мнению, это может помогать быстрее извлекать воспоминания о потенциальной угрозе и оперативнее реагировать на нее. Однако у такого механизма есть обратная сторона: если воспоминания об опасности и безопасности недостаточно четко различаются, реакция страха может возникать и там, где реальной угрозы нет.
Авторы рассматривают эту особенность как возможное объяснение некоторых реакций, наблюдаемых при тревожных расстройствах и ПТСР. При этом речь идет о доклиническом исследовании на мышах. Оно не доказывает, что обнаруженный механизм непосредственно вызывает ПТСР у людей, но позволяет точнее сформулировать вопросы для дальнейшего изучения памяти и страха.
Как ученые наблюдали за воспоминаниями в мозге
Чтобы изучить, как формируются и меняются воспоминания об опасности и безопасности, исследователи создали арену дополненной реальности. Меняя зрительные и звуковые сигналы, они могли как бы «перемещать» мышей между двумя условиями: одним, связанным с опасностью, и другим, в котором животным ничего не угрожало. Такой подход позволил исследовать, как мозг реагирует на смену обстановки, не ограничиваясь наблюдением за поведением животных после завершения эксперимента.
Для регистрации активности нервных клеток ученые использовали миниатюрные микроскопы. С их помощью они наблюдали за работой сотен нейронов гиппокампа в реальном времени. Это позволило 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.
Таким образом, ученые изучали не только саму реакцию страха, но и то, как мозг представляет окружающую обстановку и извлекает связанные с нею 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 мозга
Гиппокамп — структура мозга, которая участвует в формировании и извлечении воспоминаний. В частности, он помогает связывать события с контекстом: местом, окружающей обстановкой и обстоятельствами, при которых произошло то или иное событие. Благодаря этому прошлый опыт может влиять на то, как организм оценивает новую ситуацию.
В исследовании особое внимание уделили вентральному гиппокампу. По результатам эксперимента, перекрывающиеся представления об опасной и безопасной обстановке могли способствовать более быстрому извлечению воспоминаний об угрозе. Это означает, что мозг потенциально способен быстрее подготовить защитную реакцию, даже если нынешняя 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.
Такой принцип может иметь эволюционное значение. Если организм слишком долго оценивает ситуацию, он рискует не успеть отреагировать на настоящую опасность. Поэтому быстрая защитная реакция способна повышать шансы на выживание. Проблема возникает, когда эта система начинает срабатывать слишком часто и распространяет реакцию страха на безопасные ситуации.
Брэндон, в свою очередь, подчеркнул: исследование показывает, что дело не обязательно в нарушении системы разделения представлений. По его предположению, это чрезмерно активная версия нормального механизма выживания, вышедшая 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 травмы
Посттравматическое стрессовое расстройство — психическое расстройство, которое может развиться после пережитого или увиденного травмирующего события. К таким событиям относятся, например, военные действия, серьезные аварии, стихийные бедствия и сексуальное насилие. При этом сам факт пережитой травмы не означает, что у человека обязательно возникнет ПТСР: многие люди испытывают сильный стресс после опасного события, но со временем восстанавливаются.
Справка «Известий»
В информационном материале Всемирной организации здравоохранения о ПТСР выделяют несколько основных групп симптомов.
Первая — повторное переживание травмы: навязчивые воспоминания, кошмары и флешбэки, во время которых человеку может казаться, что событие происходит снова. Вторая — избегание напоминаний о произошедшем: определенных мест, ситуаций, разговоров или мыслей. Третья — повышенное чувство опасности, которое может 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 возможных механизмов, связанных с такими реакциями, — обобщение страха. Оно возникает, когда реакция, сформировавшаяся в ответ на определенную угрозу, переносится на другие стимулы, которые напоминают первоначальный источник опасности. Например, после травмирующего события человек может испытывать сильную тревогу из-за звука, места или ситуации, которые лишь отдаленно напоминают пережитое. При этом нынешняя обстановка может быть безопасной.
Это не означает, что все люди с ПТСР одинаково воспринимают угрозу или что их реакции объясняются только работой гиппокампа. Расстройство развивается под влиянием множества факторов, а обнаруженный у мышей механизм пока рассматривается как один из возможных элементов более сложной системы.
Что исследования на людях говорят об обобщении страха
Связь между обобщением страха и работой мозга изучают не только в экспериментах на животных. В журнале Neuroscience & Biobehavioral Reviews опубликован метаанализ шести исследований с участием 176 человек. Ученые обобщили результаты функциональной магнитно-резонансной томографии, чтобы определить, какие области мозга участвуют в переносе реакции страха на стимулы, похожие на первоначальный источник угрозы.
Авторы обнаружили, что в этом процессе задействованы несколько систем мозга, в том числе 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.
Другой 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. Во время эксперимента ученые изучали, как участники обрабатывали лица с разной степенью выраженности эмоций страха после процедуры формирования условной реакции.
У участников с ПТСР исследователи обнаружили 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 совокупности эти исследования показывают, что обобщение страха — важное направление изучения тревожных и связанных с травмой расстройств. Но результаты разных работ нельзя считать доказательством одного и того же механизма: ученые используют различные задачи, измеряют разные реакции и исследуют разные группы участников.
Что открытие может изменить в изучении ПТСР
Главный вывод новой работы заключается 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 может 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, потребуются дополнительные работы. Необходимо установить, насколько сходным образом 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.
Таким образом, исследование предлагает новое объяснение того, почему мозг может реагировать на безопасную обстановку так, будто угроза всё еще существует. Но пока это гипотеза, основанная на эксперименте с мышами. Ее значение для диагностики и лечения ПТСР предстоит проверить в дальнейших исследованиях.