какая часть мозга отвечает за страх
Нейронауки для всех. Детали. Ядро страха: что такое миндалевидное тело
Миндалевидное тело (миндалина) – небольшой отдел головного мозга, получивший название за внешнее сходство с ядром миндального ореха. Иногда в русскоязычной литературе его называют амигдалой, но это не совсем правильная прямая транслитерация английского названия. Миндалевидное тело – парный отдел, миндалины расположены в височных долях обоих полушарий. Они относятся к лимбической системе — древней части головного мозга, контролирующей вегетативные функции, некоторые физиологические реакции и эмоции. В формировании последних как раз и задействованы миндалины. Кроме того, они связаны с функционированием памяти и принятием решений.
Названия: миндалевидное тело, миндалина
Английское название: amygdala
Латинское название: corpus amygdaloideum
Миндалевидное тело состоит из трех групп ядер. Базолатеральные овечают за эмоции, кортикальные связаны с вкусовыми ощущениями, а медиальные – с обонянием. Их совместная работа способна играть защитную функцию – так, неприятный вкус или запах заставляет человека испытывать негативные эмоции и держаться подальше от того, что их вызывает – испорченной пищи, которой можно отравиться, или отходов жизнедеятельности, в которых могут находиться опасные бактерии.
Миндалевидное тело показано фиолетовым
Кроме того, миндалевидное тело связано с гиппокампом, который отвечает за долговременную память. Поэтому после встречи с чем-то страшным или неприятным в памяти закрепится его образ, и впоследствии его удастся вовремя распознать и избежать нового контакта.
Интересно, что, в зависимости от расположения, миндалевидное тело формирует разные эмоции. В исследовании специалистов из Прованского университета выяснилось [1], что электростимуляция правого миндалевидного тела вызывает отрицательные эмоции – грусть, страх, тревогу. А стимуляция левого – чаще счастье и лишь иногда – неприятные переживания.
Ядра миндалевидного тела
Обычно говорят, что у мужчин миндалевидное тело крупнее, чем у женщин, но развивается медленнее [2] – женское достигает пика своего развития в среднем на 1,5 года раньше. На самом деле, не очень понятно – так ли это.
Метаанализ 2014 года [4], использовавший 126 работ, напротив, говорит об увеличении относительного объема левого миндалевидного тела у мужчин (в том числе – среди иных отличий мы видим гиппокамп и островок).
Иллюстрация из [4]. Синим показаны участки, которые у мужчин больше, чем у женщин
Кроме того, независимо от пола, левое миндалевидное тело созревает на 1,5-2 года быстрее правого. Раннее развитие левой миндалины обеспечивает способность реагировать на опасности в детском возрасте.
Размер миндалевидного тела связан с количеством социальных контактов, которые поддерживает человек, социальных групп, к которым он принадлежит – чем больше миндалина, тем сложнее сеть социальных взаимодействий. В частности, с размером миндалевидного тела связана способность запоминать внешность других людей и распознавать их эмоции.
При болезни Урбаха-Вите, чрезвычайно редком генетическом заболевании, описанном в 1929 году Эрихом Урбахом и Камилло Витте (на сегодняшний день известно уже около 400 случаев), миндалевидное тело может разрушиться. Долгое время считалось, что это делает больных полностью бесстрашными, однако в 2013 году американские ученые выяснили – напугать таких людей все-таки можно [5]. Для этого нужна ингаляция с высоким содержанием углекислого газа, около 35 процентов. Такая его концентрация вызвала у трех испытуемых не просто страх, а паническую атаку.
Связь между миндалевидным телом и страхом позволяет предположить влияние активности миндалины на развитие тревожных расстройств. Так, стимулы, напоминающие о неприятном опыте, могут заставить миндалевидное тело дать организму сигнал готовиться к схватке или убегать. Возможно, этим и обусловлен, например, механизм панических атак.
Об этом же говорит исследование международной группы ученых, опубликованное еще в 2011 году в журнале Nature [6]. Они обнаружили, что в миндалевидном теле во время стресса активируется накопление белка нейропсина. Он запускает цепь химических реакций, которые приводят к повышению активности самой миндалины. Как предположили исследователи, активность нейропсинового сигнального пути каким-то образом «зависает» у людей с посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР), тревожными и паническими расстройствами.
Кроме того, у пациентов с ПТСР наблюдается всплеск активности миндалины при рассматривании картинок, на которых люди испытывают страх. Повышена активность миндалевидного тела и при биполярном расстройстве.
В качестве крайней меры при височной эпилепсии, острых вспышках ярости, самоповреждении и некоторых других «крайних» расстройствах применяется амигдалотомия – разрушение миндалевидного тела. Это мало влияет на память и интеллектуальные способности, но сказывается на распознавании лиц и отраженных на них эмоций.
Исследования эффектов от удаления миндалевидного тела велись еще с XIX века. Эксперименты показывали, что такая операция снижает агрессивность у обезьян (синдром Клювера-Бюси). В XX веке, в годы расцвета психохирургии, психиатры взялись и за людей. У подавляющего большинства пациентов после разрушения миндалины с помощью смеси масла и воска проходили вспышки агрессии и повышенная возбудимость. Позже для операции стали использоваться электроды.
Сегодня амигдалотомия встречается редко – в медицинском сообществе довольно скептически относятся к столь грубому вмешательству в мозг для лечения психических расстройств. Кроме того, выросло число фармпрепаратов, помогающих корректировать состояние пациента.
Текст: Алла Салькова
Литература:
1. Emotion Induction After Direct Intracerebral Stimulations of Human Amygdala
Laura Lanteaume, Stéphanie Khalfa, Jean Régis, Patrick Marquis, Patrick Chauvel, Fabrice Bartolomei in Cerebral Cortex, Volume 17, Issue 6, June 2007, Pages 1307- 1313, https://doi.org/10.1093/cercor/bhl041
2. Developmental Trajectories of Amygdala and Hippocampus from Infancy to Early Adulthood in Healthy Individuals
Akiko Uematsu, Mie Matsui, Chiaki Tanaka, Tsutomu Takahashi, Kyo Noguchi, Michio Suzuki, Hisao Nishijo PLOS One, Published: October 9, 2012, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0046970
3. Meta-analysis reveals a lack of sexual dimorphism in human amygdala volume
Dhruv Marwha, Meha Halari, LiseEliotin NeuroImageVolume 147, 15 February 2017, Pages 282-294
Amber N.V. Ruigrok, Gholamreza Salimi-Khorshidi, Meng-Chuan Lai, Simon Baron-Cohen, Michael V. Lombardo, Roger J. Tait, and John Suckling. Neurosci Biobehav Rev. 2014 Feb; 39(100): 34–50. doi: 10.1016/j.neubiorev.2013.12.004
5. Fear and panic in humans with bilateral amygdala damage
Feinstein, J. S., Buzza, C., Hurlemann, R., Follmer, R. L., Dahdaleh, N. S., Coryell, W. H., … Wemmie, J. A. (2013). Nature Neuroscience, 16, 270. Retrieved from https://doi.org/10.1038/nn.3323
6. Neuropsin cleaves EphB2 in the amygdala to control anxiety
Attwood, B. K., Bourgognon, J.-M., Patel, S., Mucha, M., Schiavon, E., Skrzypiec, A. E., … Pawlak, R. (2011). Nature, 473(7347), 372–375. https://doi.org/10.1038/nature09938
Живые нейроны миндалевидного тела
Перед вами иллюстрация из статьи в журнале Science. Исследователям удалось получить изображение и записать активность отдельных нейронов свободно перемещающейся мыши в глубоких структурах мозга. В…
Как выключить миндалевидное тело
Что будет, если отключить часть мозга, ответственную за эмоции и поведение? Американские нейробиологи решили найти ответ на этот вопрос. Они научились избирательно инактивировать миндалевидное тело…
Нейрон миндалевидного тела
Перед вами — очередной снимок из июльского конкурса NeuroArt 2019 года. На нем в жанре светлопольной микроскопии показан окрашенный по методу Гольджи-Кокса нейрон миндалевидного тела (которое…
Мигрень: больше, чем головная боль
Мигрень это очень распространенное, многофакторное, рецидивирующее наследственное нервно-сосудистое расстройство головной боли. Им страдает более миллиарда человек на Земле. Приступы мигрени часто начинаются с условной первой…
Докопались до мышей: как бороться с последствиями социальной изоляции
Продолжительное одиночество способно приводить к различным изменениям в поведении. Это справедливо как для людей, так и для лабораторных животных. Так, эксперименты над мышами показывают, что…
Как отличить биполярное расстройство от депрессии: взгляд в глубины мозга
Дифференциальную диагностику биполярного расстройства и депрессии можно будет проводить благодаря нейронам миндалевидного тела – к такому выводу пришли исследователи из Вестмидского института, о чем рассказали…
Как улучшить мозг. Выпуск 12. Медитация: может ли отчуждённость объединяться с эмпатией?
Медитативные практики направлены на изменение эмоций: они снижают реакцию как на неприятные, так и на приятные новости. А также регулируют внимание, снижая степень нашей отвлекаемости…
Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 143: что заставляет нас чувствовать боль?
«Выключение» островковой коры у мышей, испытывающих болезненные ощущения, привело к снижению реакции на боль. Вместе с этим снизилась способность мышей учиться избегать болевые раздражители. Исследование…
Нейростарости. Борьба со страхом через «разрушенные» воспоминания
В жизни каждого уравновешенного и серьёзного человека есть такие маленькие паучок, змея, ящерица, кузнечик и прочие объекты леденящего душу ужаса, завидев которые, он готов залезть…
Что особенного в мозге прокрастинатора?
Найти причину, почему некоторые предпочитают откладывать дела на потом – такая задача стояла перед исследователями из Рурского университета. Учёные с помощью МРТ определили две области…
Ударим по стрессу…голодом?
Многие люди любят «заедать» стрессовые ситуации в жизни – а общество относится к этому с определенным пониманием. Однако американские ученые смогли найти механизм, который увеличивает…
Какая часть мозга отвечает за страх
Мария Рамзаева
Внештатный автор Slon
Краткий пересказ книги Джона Ардена
«Укрощение амигдалы и другие
инструменты тренировки мозга»
(М.: Манн, Иванов и Фербер, 2016).
Его книга «Укрощение амигдалы и другие инструменты тренировки мозга» основана на последних достижениях нейрофизиологии и доказательной медицины. В книге Арден дает практические советы по перепрограммированию своего мозга и подробно объясняет, как именно влияет на мозг и организм в целом та или иная привычка.
Перенастройка мозга
Еще не так давно считалось, что головной мозг от рождения до смерти человека не изменяется и новые нейроны в нем не образуются. Ученые полагали, что привычки, вкусы, а также способности определяются исключительно генетическим кодом и являются врожденными. Однако за последние 20 лет было получено множество доказательств того, что мозг обладает возможностью к нейрогенезу (формированию новых нейронов) и нейропластичностью (возможностью изменяться под действием опыта).
На практике это означает, что, пусть генетический набор и задает потенциально сильные и слабые стороны человека, именно полученный внешний опыт играет главную роль в том, как человек реализует свои способности.
Нейропластичность можно коротко описать как «используй, или потеряешь». Чем чаще вы что-то делаете, тем прочнее становится связь между нейронами, отвечающими за это действие, а значит, тем выше вероятность удачно сделать действие в дальнейшем (увеличивается вероятность активации нейронов в будущем) и тем легче вам дается действие.
Благодаря свойству нейропластичности возможно сформировать полезные привычки и избавиться от вредных, а также улучшить работу своего мозга и качество и продолжительность жизни в целом.
Чтобы запустить перепрограммирование мозга, необходимы следующие шаги:
1. Концентрация нужна для запуска процесса нейропластичности. Когда вы фокусируетесь на новой информации или новом действии, то как бы сигнализируете мозгу: это важно, на них надо обратить внимание и запомнить.
2. Усилие необходимо для формирования новых нейронных связей.
3. Расслабленность появляется, когда действие входит в привычку.
4. Стремление необходимо, чтобы не бросить заниматься чем-то новым. Нужна постоянная практика, так как очень быстро после прекращения регулярного действия оно забывается.
Пройдя эти четыре шага, вы вырабатываете новые нейронные связи, то есть создаете какую-то новую привычку. Например, если вы хотите избавиться от вспышек гнева, для начала вам нужно начать концентрироваться на моментах появления гнева, затем делать усилие, чтобы воздержаться от его проявления. Спустя какое-то время контролировать себя будет все легче и легче (расслабленность), но и тогда обязательно нужно будет продолжать контролировать (стремление), чтобы появившиеся нейронные связи не исчезли.
Используя эту методику, считает автор, можно, в том числе избавляться от иррациональных страхов, тревоги и негативных мыслей.
Укрощение эмоций
Как правило, испытывая страх, человек склонен к четырем основным типам поведения, которые дают временное успокоение, но в конечном итоге могут приводить к еще большему стрессу.
4. Таким образом, люди делают все, чтобы не встречаться с объектом своего страха, и, как ни парадоксально, тем самым лишь усиливают свой страх.
Справиться с тревогой возможно, только регулярно попадая в ситуацию контролируемого стресса. Чувствительность миндалевидного тела, отвечающего за ощущение тревоги, притупляется всякий раз, когда при столкновении с объектом страха не происходит ничего ужасного и оказывается, что это была ложная тревога. К тому же, когда человек предпринимает какие-то конструктивные действия, уровень стресса и беспокойства понижается, так как запускается блокирующая функция миндалевидного тела и активизируется левая лобная доля, снижающая его активность. Более того, когда человек подключает мыслительный процесс (например, говорит себе: «Надо же, я смог отлично выступить на публике»), «укрощение» страха происходит еще быстрее.
Доказано, что чем дольше человек находится в том или ином эмоциональном состоянии, тем больше он склонен в нем оставаться, так как тем больше вероятность, что нейроны, активизирующиеся при испытывании эмоций, образуют устойчивую связь, и тем самым создастся базовый эмоциональный фон жизни. То есть чем дольше человек пребывает в унынии, тем больше вероятность, что подавленное настроение станет для него настроением «по умолчанию».
Сложность заключается в том, что плохое настроение может возникать спонтанно и поглощает человека: когда нейронные связи активизируются, они захватывают другие нейроны, что только поддерживает уныние. Из такого состояния нельзя выйти просто так, но можно себя вывести с помощью определенных техник:
1. Стимулирование позитивного настроения. Когда вам весело, вы улыбаетесь, но для мозга это работает и в обратную сторону: если вы улыбаетесь, в мозгу активизируются области, вызывающие чувство счастья.
2. Активность. Как говорилось выше, действия активизируют левые лобные доли, отвечающие за позитивные эмоции.
3. Пребывание на свету. Темные помещения вызывают производство гормона сна, который, в свою очередь, понижает уровень серотонина.
4. Юмор. Доказано, что смех и легкое, ироничное отношение к себе понижает количество гормона стресса кортизола.
Позитивное восприятие жизни не только улучшает ее качество, но и является главным фактором стрессоустойчивости. Оптимист во всем старается искать возможности для развития, а ошибки и трудности видит как еще один этап работы, а не катастрофу, и это также позволяет снижать уровень стресса.
Однако основой для продуктивной работы мозга и всего организма, а также главным способом улучшить настроение и стрессоустойчивость являются здоровые базовые привычки.
Сон, еда и объятия для помощи мозгу
При малейшем недомогании люди склонны пить таблетки, но в реальности для того, чтобы помочь мозгу и телу работать оптимально, необходимы самые базовые вещи, от которых мы постоянно отмахиваемся: «Мне и так плохо, чтобы еще начать правильно питаться» или «Я и так ничего не успеваю, чтобы еще так много спать». Однако без определенных «базовых» правил не только все таблетки будут малоэффективны, но и совершенно невозможна продуктивная работа.
Как и правильное питание, физические упражнения крайне важны для продуктивной работы мозга. Они запускают процессы нейрогенеза и нейропластичности, снижают уровень стресса и, согласно многочисленным исследованиям, являются эффективными антидепрессантами.
Причем полезно даже думать о физических упражнениях, поскольку от этого в головном мозге активизируются те же самые нейронные системы, что приводит к улучшению фактического выполнения этих упражнений.
Согласно статистике, примерно половина людей испытывают сложности со сном хотя бы раз в неделю, а для многих это постоянная проблема. Однако зачастую люди прибегают к неэффективным и даже вредным методам борьбы с бессонницей. Например, пытаются разгрузить мозг за компьютером, что только вредит засыпанию, так как мозг воспринимает излучение монитора за дневной свет и ведет себя так, будто наступил день. Не помогает высыпаться и алкоголь, поскольку приводит к неглубокому и прерывистому сну. Конечно, существует огромное количество всевозможных снотворных, но они зачастую подавляют важные стадии сна, нередко вызывают привыкание и в итоге ведут к обратному эффекту.
Таким образом, заключает автор, внедряя, указанные выше полезные привычки, возможно значительно улучшить работу мозга и даже продлить молодость.
Нейрофизиолог Вячеслав Дубынин — о причинах тревожности и стресса
Об эксперте: Вячеслав Дубынин, доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ, специалист в области физиологии мозга.
Аудиоверсия материала:
Теперь материалы РБК Трендов можно не только читать, но и слушать. Ищите и подписывайтесь на подкаст «Звучит как тренд» в Apple Podcasts, «Яндекс.Музыке», Castbox или на другой платформе, где вы слушаете подкасты.
Мозг как машина времени
В мозге каждого человека присутствует «внутренняя модель мира», основанная на деятельности нервных клеток, — информационный слепок с окружающей действительности. Мы всю жизнь выращиваем, холим и лелеем эту модель, добавляя все новые сведения и ассоциации, формируя обобщения. Она основа мышления и прогнозирования событий, наша личная «машина времени», позволяющая заглянуть в будущее. Работы в области нейробиологии показывают, что за эту функцию мозга отвечают высшие теменные, височные, лобные зоны коры больших полушарий.
Человек постоянно проверяет, верифицирует «внутреннюю модель мира» с помощью поведения. Спланировал и сделал что-то, достиг успеха — получи положительные эмоции. На фоне этих эмоций та часть модели, которая удачно сработала, укрепляется. В дальнейшем вариант поведения, который подтвердил свою эффективность, будет выбираться мозгом чаще.
Если что-то пошло не так, не получилось, то возникают негативные эмоции и, что очень важно, — посыл повторить попытку, отыскать и попробовать другие пути. Но, если этих путей не видно, успех крайне сомнителен и от надвигающихся проблем и опасностей никак не увернуться — тут негативные эмоции зашкаливают. Постоянный стресс начинает мешать работе мозга, постепенно истощать и разрушать организм.
Разрушение системы
Почему не удалось, почему никак не получается? Нередко потому, что наши представления об окружающей среде, о других людях и самом себе (все это — компоненты «внутренней модели мира») не полностью соответствуют действительности. Или же, что еще хуже, наша модель не просто кое-где неверна, а в принципе построена как-то не так, в ней отсутствуют некие важнейшие блоки данных. Тогда рано или поздно ее с высокой вероятностью придется ломать.
В психологии это обычно связывают с разрушением прежней системы ценностей, убеждений, установок («мой мир рухнул», «мой мир никогда не будет прежним»). Иногда это происходит как пришедшая извне катастрофа: обанкротилась фирма, предал близкий человек. Порой — как возрастной кризис: год за годом копится неудовлетворенность профессией, семейными отношениями или чем-то более глобальным, например экологией.
Не всегда такая ситуация негативна. Бывают и позитивные истории: любимая сказала «да», вы получили новую прекрасную должность или родился долгожданный ребенок.
Тревожность и неопределенность
В тот момент, когда перед нами возникают неожиданные препятствия или даже светлый, но не вполне ясный путь в будущее, мы чувствуем тревогу, страх. И дело, прежде всего, в недостатке информации: я никогда с этим не сталкивался; я не знаю, какую дорогу выбрать; я не до конца понимаю общую логику событий. Сразу вспоминается известная поговорка о том, что «человек боится не темноты, а того, кто прячется в темноте». А также рассуждения Стивена Кинга о технологиях создания саспенса и хоррора.
В нейробиологии есть классический тест на тревожность: белую крысу помещают в центр ярко освещенной круглой арены. Животное впервые тут оказалось, ему страшно, оно бежит к стенке и прижимается к ней, пытаясь спрятаться. Но проходит несколько минут — и крыса чувствует: ничего не происходит. В том числе — не происходит ничего страшного. И тогда она постепенно начинает исследовать арену, шаг за шагом осматривает, обнюхивает ее по периметру и даже, осмелев, выходит в центр.
На примере этой относительно простой ситуации мы видим, как в нервной системе конкурируют две программы — безопасности и любопытства. Обе они имеют врожденную основу, обе способны приносить положительные эмоции, но их выраженность и баланс у конкретного человека (и конкретной белой крысы) различны. Начиная с Гиппократа, выделившего меланхоликов и сангвиников, и кончая психологами, социологами, философами наших дней, этому вопросу уделяется огромное внимание. Для примера можно привести работы Анны Фрейд, развивающие концепцию психологических защит ее отца.
Не остаемся в стороне и мы, специалисты, занимающиеся нейрофизиологией и нейрохимией. Мозг изучается на уровне отдельных нейронов, нейронных сетей и макроструктур (амигдала, гипоталамус, инсулярная кора), анализируется генетическая база его функционирования, оценивается роль сигналов от эндокринной и иммунной систем. В настоящее время мы знаем десятки факторов, изменяющих реакцию человека на неизвестность, определяющих уровень его тревожности и «нейротизма». Более высокий нейротизм означает снижение способности регулировать отрицательные эмоции. Любой из этих факторов при серьезных отклонениях от «среднего уровня» — как постоянно существующих, так и временных, возникших, например, под действием некоего препарата или при заболевании — может повлиять на темперамент и всю структуру личности человека.
В качестве примера одной из наиболее цитируемых работ может служить исследование, опубликованное в 2016 году D.J. Smith et al. (Molecular Psychiatry, 21 (6), 749–757). Ученые провели полногеномный (на уровне всех молекул ДНК) анализ связи генов с нейротизмом на выборке в 106 тыс. человек. В результате сформирован список из примерно 40 генов, часть из которых отвечает за особенности внутриклеточного строения нейронов; часть — за специфику обмена веществ и даже устойчивость к инфекциям. Особое внимание привлекают гены, которые отвечают за общий баланс возбуждения и торможения нервных процессов (в предыдущих исследованиях они оказались связаны с частотой суицида). Кроме того, эти гены регулируют активность гормона кортиколиберина, который в значительной степени формирует ответ организма на стресс.
Природа или среда
Гены лишь на 40% определяют нашу реакцию на отрицательные эмоции. Остальные 60% — те особенности функционирования мозга, которые человек приобретает по ходу жизни и становления личности.
Интересно, что в том же 2016 году опубликовано аналогичное исследование экстраверсии (S.M. van den Berg et al., Behavior Genetics, 46, 170–182), в котором никаких явных связей с генами не обнаружено. Это, видимо, указывает, что такие характеристики личности, как общительность и любопытство, зависят уже не от десятков, а сотен генов. Подобное можно сказать и о другом члене «большой пятерки» — «открытости опыту» (M.H.M. de Moor, 2012).
Представим на минуту, что наше существование проистекает в полностью знакомой среде. Надежно, но скучновато. И тут появляются некоторые изменения, новые объекты или события. Если случившееся затрагивает лишь незначительную часть «модели мира», о тревожности и страхе речь обычно не идет; здесь, как правило, доминирует реакция любопытства. Что там в Китае? Новая эпидемия?
Но вот изменения нарастают. Они все более очевидны, и параллельно растут опасения за успех деятельности (благополучие, здоровье). Наконец, мы достигаем ее — точки перехода от любопытства к тревожности. Теперь нам уже не столько интересно, сколько страшно. Возникает, как говорят нейробиологи, «пассивно-оборонительная реакция»: хочется спрятаться и затаиться — может, еще обойдется?
Когда тревожность может быть полезной
Я, конечно, чудовищно упрощаю. Все гораздо сложнее — примерно в той же степени, в какой мозг человека сложнее мозга маленькой рыбки.