Раскрытие нейронного кода тревожного мозга
Впервые ученые измерили колебания глубинных структур мозга в течение нескольких дней. Они мельком заметили нейронную сигнатуру плохого настроения у тревожных людей.
Хотя наше понимание психоневрологических состояний, таких как тревожность и депрессия, с годами улучшилось не по дням, а по часам, в наших знаниях по-прежнему существуют огромные пробелы.
Попытка расшифровать внутреннее устройство самой сложной структуры во Вселенной неизбежно будет сопряжена с трудностями.
В процессе, который все еще кажется близким к магии, наше восприятие, наше самоощущение и наши эмоции сплетены в один опыт - сознание. Это результат триллионов связей между нейронами.
Годы исследований выявили роль различных областей мозга. Например, мы знаем, что гиппокамп важен для памяти и что миндалевидное тело участвует в обработке эмоций.
Однако простое определение того, какие области относятся к конкретным видам деятельности, не дает нам глубокого понимания того, как мозг производит такой яркий спектр переживаний и эмоций.
Углубляясь в сложность настроения
Каждый переживает эмоциональные взлеты и падения. Для некоторых людей колебания могут быть настолько серьезными, что их жизнь значительно нарушается. Это делает настроение важной темой для изучения.
От тревожных расстройств страдают примерно 40 миллионов взрослых в Соединенных Штатах, а в 2016 году, например, более 16 миллионов взрослых в США испытали по крайней мере один серьезный депрессивный эпизод.
Использование МРТ и других методов визуализации позволило ученым наблюдать за мозгом в новых деталях.
Пока участник неподвижно лежит в небольшом туннеле устройства, исследователи могут предъявить ему эмоционально заряженные стимулы, а затем наблюдать, как мозг реагирует на изменение эмоций с положительных на отрицательные.
Хотя эти исследования раскрыли информацию о внутренней работе нашего мозга, лежать внутри МРТ-сканера - это настолько далеко от реальной жизни, насколько это возможно.
Недавно исследователи впервые разработали эксперимент, который измеряет нейронные корреляты настроения в реальных жизненных ситуациях.
Группой руководили доктор Эдвард Чанг, нейробиолог, и доктор Викаас Сохал, доктор философии, психиатр и нейробиолог. Оба являются членами Института нейронаук Сан-Франциско им. Вейля Калифорнийского университета.
Измерение активности мозга в реальном времени
Для наблюдения за поминутной работой человеческого мозга потребовалась уникальная группа участников.
Исследователи набрали 21 человека с эпилепсией, которым уже было имплантировано 40–70 электродов на поверхность мозга и в некоторые более глубокие структуры.
Участники получили электроды при подготовке к операции по удалению участков мозга, ответственных за судороги.
Эти имплантаты позволили ученым составлять график активности мозга в течение 7–10 дней. На протяжении всего этого времени участники записывали изменения настроения с помощью анкеты на планшете.
Таким образом, ученые смогли соотнести изменения настроения с активностью мозга с помощью алгоритмов, разработанных ведущим автором исследования, доктором философии Лоури Киркби. Выводы группы опубликованы сегодня в журнале. Клетка.
Сети внутренней когерентности
Прежде чем изучать дневники настроения, ученые изучили данные мозга в поисках внутренних сетей когерентности.
Эти сети представляют собой группы областей мозга, которые, как правило, активны в одно и то же время. Ученые считают, что такая скоординированная деятельность означает, что регионы работают вместе и общаются.
Когда ученые сравнили данные от всех 21 участника, они обнаружили различные «группы» областей мозга, которые регулярно срабатывали вместе с одинаковой частотой.
У 13 участников особенно активна была одна клика. Более ранняя оценка этой группы показала, что все они испытали относительно высокий уровень тревоги.
Данные показали, что когда эта клика была активна, это коррелировало с чувством плохого настроения.
В частности, исследователи наблюдали комбинированную активность гиппокампа и миндалины. Активность состояла из бета-волн, которые сформировали ритм, который ученые ранее связывали с тревожным мышлением.
Обнаружение такой четкой закономерности в мозговой активности групп привело исследователей в замешательство.
«Мы были весьма удивлены, обнаружив единственный сигнал, который почти полностью объяснял приступы депрессивного настроения у такой большой группы людей».
Доктор Викаас Сохал, доктор философии.
Только начало
Исследование положило начало этому направлению исследований, поэтому раннее обнаружение такой явно четкой картины приветствовалось. Как говорит доктор Сохал: «Обнаружение столь мощного информативного биомаркера было больше, чем мы ожидали на этом этапе проекта».
Обнаружение характерной мозговой активности у 13 участников было столь же удивительным, как и отсутствие ее у остальных, у которых не было такого выраженного беспокойства.
Эти результаты могут помочь понять, как люди, склонные к тревоге, обрабатывают эмоциональную информацию по-разному.
«Основываясь на том, что мы знаем об этих структурах мозга, это говорит о том, что взаимодействия между миндалевидным телом и гиппокампом могут быть связаны с воспроизведением эмоциональных воспоминаний, и что этот путь особенно силен у людей с высоким уровнем тревожности, на настроение которых может сильно влиять вспоминая эмоционально насыщенные воспоминания », - говорит д-р Сохал.
Впереди еще много работы, но доктор Сохал уже воодушевлен результатами. Он объясняет: «Как психиатр, очень приятно начать иметь возможность предоставить пациентам концептуальную основу, которая поможет им понять, через что они проходят, когда чувствуют себя подавленными».
Эта работа также может способствовать расширенной диагностике. Доктор Чанг объясняет: «Полученные данные имеют научное значение для нашего понимания того, как определенные области мозга способствуют расстройствам настроения, но также имеют практическое значение для определения биомаркеров, которые могут быть использованы для новых технологий, предназначенных для лечения этих расстройств».
