У этого ветерана американской армии, которая служила во Вьетнаме, есть интенсивные ретроспективные кадры его обезглавленного друга каждый раз, когда он слышит удар грома, касается бамбуковой циновки или видит Восточную женщину. Хотя травмирующий инцидент произошел несколько десятилетий назад в поле битвы половина пути во всем мире, его яркие воспоминания продолжают производить государство гиперпробуждения и интенсивного страха, подобного тому, что он испытал тот роковой день.Как та определенная травма превращалась в состояние обобщенного страха и беспокойства, приводя к посттравматическому стрессовому расстройству (PTSD) солдата?
Теперь, исследование, опубликованное по своей природе, Нейробиология, профессором Сумэнтрой Чаттарджи, нейробиологом в Национальном Центре Биологических наук (NCBS) в Бангалоре и его студент Саприя Гош, дает новое понимание, как способность мозга различать безопасный от опасных стимулов может пойти ужасно неправильно, потенциально приведя к состоянию обобщенного страха.Эксперименты создания условий страха, сделанные с живыми крысами, показали, что отдельные нейроны в миндалине, эмоциональном центре мозга, которые были первоначально способны к сообщению обособленно безопасного от опасных стимулов, могут начать стрелять без разбора – то, чтобы заставлять крысу стать боящимися неугрожающих стимулов. Сталкивающийся с потенциалом для большей опасности, нейроны отражают тенденцию животного допустить ошибку на стороне осторожности.Создание условий страха учится по ассоциации.
Широко известный пример этого типа изучения прибыл из работы российского физиолога Ивана Павлова. В его экспериментах собака не ответила на кольцо звонка самостоятельно. Однако, когда то же самое кольцо звонка сопровождалось едой, более позднее воздействие одного только звонка заставило собаку вызывать слюнотечение. Это помнило, что звонок предсказывает вознаграждение.
Интересно, собаки Павлова вызвали слюнотечение не только к оригинальному звонку, но и к другим звукам также; особенно к звукам, подобным оригинальному звонку. Другими словами, животные делают вывод от одного стимула до другого не только потому, что они не могут отличить их, но потому что они ожидают, что у стимулов, вероятно, будет то же самое последствие. Если последствие не вознаграждение, а болезненное наказание или опасная ситуация, то доли, очевидно, выше. Если животное под – делает вывод, оно может пропустить будущие признаки опасности, тогда как, если оно сверхделает вывод, это может слишком бояться, чтобы исследовать и таким образом упустить возможности для кормления, спаривания, и т.д.
Так, находить золотую середину важно для выживания.В этом последнем исследовании Гош и Чаттарджи использовали изменение парадигмы классического обусловливания Павлова.
Вместо кольца единственного звонка крысы были подвергнуты двум отчетливо различным звукам, один из которых был соединен с умеренным ударом током, в то время как другой не был. Таким образом один из тонов предсказал опасность, и другой был «безопасен». Крысы быстро учились различать между двумя, показывая больший ответ страха только на опасное, но не безопасный тон. Как животные узнали, исследователи сделали запись электрических сигналов от отдельных нейронов в миндалине, мозговая структура, которая формирует воспоминания о боящихся событиях.
Эти записи показали, что полезный опыт изменяет электрическую деятельность нейронов миндалины. Электрические сигналы в большинстве нейронов миндалины отразили поведение животного – они стреляли больше в ответ на опасный тон по сравнению с безопасным.
Другими словами, точно так же, как целое животное, единственный нейрон в миндалине был способен к различению между опасными и безопасными стимулами. Авторы также заметили, что небольшое количество нейронов не обладало этой способностью – они стреляли без разбора в оба тона; но они были значительно превзойдены численностью нейронами, которые ответили только на опасный тон.Поразительно, когда шок, связанный с опасным тоном, был сделан более сильным, те же самые животные потеряли свою способность различить между этими двумя стимулами и начали показывать больший ответ страха на безопасный тон также. Таким образом животное больше испугалось безопасного тона, хотя тон никогда не соединялся с шоком.
Потенциально большая стоимость отказа различить правильно выдвинутый животные к избеганию рискованных действий – они действовали, как будто потенциальная опасность скрывалась позади безопасного тона также.У животных, которые начали бояться безопасного тона, было значительное изменение в электрической деятельности нейронов миндалины. По сравнению с тем, когда животное было способно к запоминанию, что было действительно опасно, теперь почти в пять – шесть раз больше нейронов в миндалине ответило так же, как сильно и на безопасные и опасные тоны.
Таким образом намного большая пропорция нейронов миндалины потеряла их способность различить между безопасными и опасными стимулами – порождение наблюдаемого боящегося поведения у крыс.Замечательно, это исследование находит, что тот же самый нейрон, который был первоначально способен к различению безопасного от опасного, потерял свою способность сделать так, когда выставки животных обобщили страх.
Таким образом, сталкивающийся с потенциалом для большей опасности, нейроны в миндалине отражают тенденцию животного избежать рискованных действий. Это исследование обеспечивает прорыв в нашем понимании того, как информация обработала в миндалине – одна клетка за один раз – сохраняет неустойчивое равновесие между тем, должен ли каждый или не должен бояться.
Это открытие ломки пути также дает новое понимание нервного основания психических расстройств, такое как ПТСР, изнурительное расстройство, вызванное травмирующим или опасным для жизни опытом. Первоначально описанный как «военный невроз» в солдатах, о ПТСР впоследствии сообщили в жертвах сексуального насилия, несчастных случаев, стихийных бедствий и терроризма.
В дополнение к повторным ретроспективным кадрам пациенты отвечают интенсивным страхом и гиперпробуждением, подобным испытанному во время оригинального травмирующего события, к большинству несущественных сенсорных стимулов, которые собой не представляют угрозы, такой как бамбуковая циновка в случае американского солдата, описанного ранее. Таким образом чрезмерное обобщение оригинального боящегося стимула – главный симптом ПТСР. Хотя более ранние мозговые исследования отображения нашли, что миндалина была гиперактивна при ПТСР, первопричина для этого была плохо понята.Новые результаты Гоша и Чаттарджи объясняют, как отклоняющаяся электрическая передача сигналов в отдельных нейронах может сложить, чтобы дать начало гиперактивности миндалины и обобщению страха при ПТСР.
Далее, они определяют определенный биохимический сигнальный механизм в нейронах миндалины, которые могут добиться этого перехода к обобщенному страху, который мог потенциально служить целью проектирования нового лечения против ПТСР.