где в мозге находится страх
Почему мы боимся: как устроен мозг, и для чего нужно испытывать страх
Страх – чертовски неприятное и унизительное чувство. Когда человек боится, его начинает буквально трясти от ужаса, зрачки расширяются, а кровь отливает от лица. Зачем же природе потребовалось заставлять нас испытывать подобные «симптомы»?
Как работает инстинкт самосохранения
Нашим предкам вряд ли удалось бы выжить, если бы не «защитные программы», призванные уберечь человека при потенциальной угрозе. Таких программ всего две. В стрессовой ситуации все разнообразие поведения человека сводится к двум стратегиям: сражаться или убегать.
Желание сражаться связано с чувством ярости и агрессией, а острую потребность унести ноги подальше от беды обеспечивает чувство страха. Нервные клетки, ответственные за эти ощущения, находятся в задней доле гипоталамуса – крохотного участка мозга, скрытого в глубинах черепной коробки.
Интересно, что «нейроны страха» и «нейроны ярости» находятся очень близко друг к другу. Это нужно для того, чтобы человек мог быстро «пересмотреть» свое поведение. К примеру, если на вас прыгнет злая собака, вы наверняка броситесь бежать. Однако если, убегая, вы попадете в тупик, велик шанс, что на место страха придет ярость, и вы станете отчаянно сражаться за свое здоровье и жизнь.
Как связаны страх и боль
С точки зрения физиологии, боль нужна для того, чтобы быстро «мобилизовать» все силы организма. Боль возникает в момент, когда что-то повреждает наше тело. Нервная система заставляет нас отшатнуться от угрозы – и в то же самое время вегетативная система запускает в нашем организме «каскад страха».
В момент опасности «нейроны страха» в гипоталамусе передают сигнал в надпочечники, которые выбрасывают адреналин и норадреналин, «по сигналу» которых учащается сердцебиение, расширяются зрачки и возникает нервная дрожь – то есть те самые признаки страха.
Зачем же они нужны? Ускорение сердцебиения нужно для быстрого снабжения органов кислородом и глюкозой. Расширенные зрачки более чувствительны и позволяют охватить большее поле зрения, увеличивая шанс вовремя заметить опасность, а нервная дрожь «прогревает» мышцы, готовя нас к бегству или сражению.
Почему мы любим фильмы ужасов
Поскольку страх – врожденная «программа» и неотъемлемая часть человеческого поведения, желание испытывать страх является биологической потребностью. Как ни странно, на уровне инстинктов мы хотим бояться не меньше, чем есть или спать.
А поскольку страх – чувство энергозатратное, да еще и сопряженное с определенными рисками, изобретательное человечество сумело найти относительно безопасный способ удовлетворения потребности в страхе. Мы придумали рассказывать друг другу страшные истории.
Самый лучший способ немного побояться – это посмотреть страшный фильм, во время которого на нас одновременно воздействует жуткий сюжет, страшная картинка и напряженная музыка. При этом сами мы остаемся в полной безопасности!
В каких частях мозга зарождается страх
Двое ученых из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружили, что в стрессовой ситуации гиппокамп реагирует на определенный контекст и кодирует его в память, а миндалевидное тело активирует защитные функции, в том числе реакцию в виде страха.
«Мы и раньше предполагали, что механизм формирования защитной реакции на пережитое раздражение именно такой, — сказал доцент кафедры биологии и ведущий автор работы Джун-Хён Чо, — Не хватало лишь экспериментальных данных. В наших опытах мы увидели, что ассоциативная память человека о травмирующих событиях действительно формируется за счет связи между гиппокампом и миндалевидным телом. Это означает, что искусственное ослабление этой связи может буквально «стереть» страх из памяти».
«Память страха» — это способность мозга, которая помогает ему выжить. Мы запоминаем ситуацию, в которой грозила опасность, и избегаем подобных ситуаций в будущем. Если человек пережил аварию и получил в ней серьезные травмы, то может бояться автомобилей даже после того, как оправится физически. Во время аварии мозг успевает считать и обработать информацию от всех сенсоров тела: глаз, ушей, носа. Он запоминает место события, звук столкновения, запах дыма и горящей пластмассы. Вся эта информация перерабатывается и объединяется в некую единую картину — «контекст», связанный с травмирующим событием.
Зачем же разрывать эту связь?
В некоторых случаях защитный процесс памяти страха становится неконтролируемым. Чаще всего это происходит при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР), когда травмирующее событие было особенно страшным: война, террористический акт, крупные катастрофы и т.д. Незначительные детали, отдаленно напоминающие пережитое, у пациентов с ПТСР могут спровоцировать чрезмерные реакции: ночные кошмары или бессонницу, усиленное беспокойство, депрессию — даже по прошествии многих лет после события.
«Мы надеемся, что наше исследование поможет в разработке терапевтических стратегий для подавления страха у пациентов с посттравматическим стрессовым расстройством», — поделился ученый.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Утверждение, которое вы видите на картинке не совсем верное. А ведь очень интересно узнать, откуда в человеке берется страх и как он функционирует?
Чувство страха, как и любая другая сильная эмоция, вызывает существенный всплеск активности организма. Это проявляется выделением различных гормонов, обуславливающих повышение артериального давления, частоты сердечных сокращений и мышечного тонуса, учащение дыхания, изменение восприятия, и другие, менее заметные эффекты. Наряду с этим происходят изменение активности отдельных частей головного мозга.
Какая часть мозга отвечает за страх
В процессе эволюции зачатки лимбической системы (неостриатум) уже появляются у рептилий, хотя собственно лимбической системой такие образования назвать сложно. Поэтому у амфибий и рептилий эмоциональная жизнь крайне скудна, если вообще можно говорить о таковой. Зато у них достигло совершенства то образование, которое иногда называют «рептильный мозг». Эти существа наделены совершенным набором реакций на опасность, еду и сексуального партнера, что делает их неплохими специалистами по выживанию на примитивном уровне.
С развитием лимбической системы у эволюционно более совершенных животных эмоции становятся богаче и тоньше, давая им новые инструменты, в том числе и новые страхи. Более развитая эмоциональная сфера дает возможность заботиться о потомстве, что существенно повышает шансы на выживание. На еще более высоком уровне эмоции позволяют осуществлять сложную внутривидовую коммуникацию, что делает возможным стайный образ жизни. Но с развитием эмоций появляются новые, неведомые рептилиям, оттенки и разновидности страха. Например, беспокойство об оставленных на время детенышах. Или страх опуститься на более низкую ступень в иерархии сообщества.
Если же говорить о страхе как таковом, то его центром в мозгу можно считать миндалевидное тело (амигдала, амигдолярный комплекс, миндалина). Оно является частью лимбической системы и представляет собой два образования, находящихся внутри серединных височных долей. Вообразив мозг прозрачным, мы увидим их как бы свисающими по бокам пояса, образуемого лимбической системой. Рассуждая совсем уж просто и схематично, можно сказать, что страх находится глубоко в висках.
Действие центра страха в мозгу
Опыты по воздействию на центры страха в мозгу
Начнем с описания естественных экспериментов, которые на людях иногда ставит сама природа. Есть болезнь Урбаха-Вите, полностью убирающая страх у человека. Это довольно редкая патология, со времени ее открытия в 1929 году в мире насчитывается менее трех сотен зафиксированных случаев. Эта болезнь разрушает амигдалу, а также часто вызывает огрубление слизистых оболочек и кожи, или дает уплотнение тканей в районе самой амигдалы, что может спровоцировать эпилептические припадки. В остальном болезнь Урбаха-Вите не опасна и прямо не ведет к преждевременной смерти, хотя может ускорить ее наступление из-за потери бдительности.
Самым известным больным на сегодняшний день является женщина, проживающая в США, в штате Айова. Ее миндалевидное тело было полностью разрушено в подростковом возрасте, что дало возможность нормально сформироваться ее эмоциональной сфере, за исключением чувства страха, которого она не испытывает вообще. С одной стороны это, конечно, приятно, и некоторым отсутствие страха даже покажется очень желанным эффектом, но на самом деле это не так. Никакая болезнь не может быть лучше здоровья. Эта женщина многократно попадала в ситуации, когда ее страх молчал, и она оставалась жива только по чистой случайности.
Чувство страха, наряду с гневом и сексуальным чувством, является одной из первых эмоций, которые испытало живое существо. Это без преувеличения прекрасное чувство позволяет избегать опасности раньше, чем она проявилась в полной мере и превратилась в боль, не оставляя шансов на спасение. Именно чувство страха явилось одним из первых результатов аналитической работы примитивного мозга, наделив организм новым мощнейшим инструментом выживания. Поэтому неудивительно, что отдел мозга, который отвечает за страх, расположен в одной из самых эволюционно старых его частей. Берегите свой страх так же, как он бережет вас. Радуйтесь и гордитесь, что у вас есть волшебный механизм страха, позволяющий вам выживать значительно эффективнее, чем тем, у кого он ослаблен или поломан. А если есть проблемы со страхом, то не следует полагаться на таблетки. Вместо этого надо прибегнуть к надежным и безвредным психологическим методам коррекции.
А давайте разберемся, какие вещества вырабатываются в организме человека в опасных ситуациях, как эти вещества действуют. И как можно подкорректировать обмен веществ, чтобы уменьшить подверженность трусости, сделать свою реакцию на страх более конструктивной. Особое внимание уделим трем гормонам: адреналину, норадреналину и тестостерону.
Адреналин — гормон страха
Первым и главным ответом на подступившую опасность служит выброс корой надпочечников в кровь большого количества адреналина. По этой причине адреналин образно называют гормоном страха. После такой внутренней «инъекции» в организме запускается целый ряд сложных процессов, целью которых в конечном счете является максимальное увеличение способности к выживанию в экстремальной ситуации. Под действием адреналина повышается давление и расширяются сосуды головного мозга. Это улучшает питание мозга, обостряет восприятие, ускоряет обработку информации и облегчает процесс мышления. Адреналин сам относится к катаболическим гормонам, и стимулирует выработку другого катаболического гормона — кортизола. Это значит, что под его действием происходит ускорение обмена веществ и усиленное насыщение крови веществами, облегчающими физическую и умственную работу. Он повышает содержание глюкозы, и в этом смысле противоположен анаболическому гормону инсулину. Одновременно увеличивается частота сердечных сокращений, частота и глубина дыхания. Это естественная замена разминки.
Разминаясь перед предстоящей нагрузкой, спортсмен достигает точно такого же эффекта, только обходным путем и затрачивая больше времени.
Таким образом обеспечивается эффект мобилизации всех доступных ресурсов. В целом это может вызвать специфическое ощущение бодрости и внутреннего подъема, близкое к эйфории. Эти ощущения хорошо известны курильщикам, так как никотин стимулирует выброс адреналина, и бодряще-эйфорическое действие сигареты во многом обусловлено именно адреналином. Некоторым так нравятся подобные ощущения, что они стремятся вновь и вновь добывать адреналин из собственных надпочечников, подвергая себя опасности. Такое поведение получило название адреналиновой зависимости. Впрочем, для получения очередной «дозы» вовсе не обязательно прыгать с парашютом или гонять на мотоцикле.
Норадреналин — гормон ярости
Практически каждому известно ощущение легкого головокружения одновременно с «затуманиванием» головы, приливом сил и дикой ярости, желающей только уничтожать. Считается, что это и есть действие норадреналина — гормона ярости и гнева. В какой-то степени это так, но с поправками. Стресс вызывает выброс целого ряда гормонов в кровь, главным и наиболее действенным из которых является адреналин. Норадреналин несколько слабее и проще действует на организм в целом, и его действие нужно рассматривать только в комплексе с адреналином. А от соотношения ингредиентов в этом «коктейле» (и еще от целого ряда факторов) в конечном итоге и зависит, будет реакция на стресс скорее агрессивной, или наоборот — трусливой.
Норадреналин сильнее сужает сосуды и сильнее способствует повышению артериального давления. Но на остальные функции организма оказывает существенно меньшее действие. Например, на дыхание и сердечный ритм. Норадреналин является существенным компонентом в механизме бодрствования, заставляя человека быть более собранным и активным. Более высокая его концентрация действительно может вызвать скорее агрессивную реакцию на стресс. Соотношение адреналина и норадреналина в крови в ответ на стресс является величиной физиологически предопределенной, и с этим ничего нельзя сделать. Поэтому трусость в определенной степени можно считать врожденной чертой характера. Но не все так печально, потому что далеко не все в нашей жизни определяется физиологией. Просто одним храбрость дается легко и естественно, а другим придется ее воспитывать, только и всего. Это похоже на развитие физической силы — одним достаточно немного походить в зал, и мышцы сразу же вырастают, в то время как другим приходится трудиться значительно больше. Но в конечном счете во сем победа достается не более талантливым, а более трудолюбивым. Об этом как раз речь пойдет ниже.
Тестостерон — гормон мужества
Если адреналин и норадреналин выделяются в организме в ответ на стресс вообще, и опасность в частности, то тестостерон в более или менее постоянной концентрации присутствует в крови все время. И действие его тоже постоянно, он удерживает обуславливаемые им реакции на определенном уровне. Главным образом тестостерон вырабатывается семенниками мужчин и определяет у них мужественность образа — развитая мускулатура, растительность на лице, низкий тембр голоса, узкий таз и широкие плечи. В некоторых количествах он также вырабатывается надпочечниками, а также яичниками женщин. Поэтому у женщин тоже может быть повышенное содержание тестостерона, что придает им мужественный облик. Но тестостерон отвечает не только за физические характеристики.
Также он придает характеру то, что одним словом можно охарактеризовать как мужественность. Это некоторая агрессивность, но не ситуативная, а скорее концептуальная, когда хочется расширять сферу своего влияния, быть первым, завоевывать новые территории в прямом и переносном смыслах слова. То есть делать все то, чем обычно и занимаются мужчины. В более узком, практическом смысле высокий уровень тестостерона придает человеку смелость, желание рисковать, и самое главное — способность переносить сиюминутные трудности ради триумфа последующего достижения.
Количество вырабатываемых адреналина и норадреналина предопределено и не подлежит коррекции, зато повлиять на уровень тестостерона можно.
Следовательно, можно преодолевать трусость и робость не только воспитывая в себе противоположные качества, но и корректируя физиологические процессы! Самый короткий и естественный путь к повышению уровня тестостерона это физическая нагрузка. Но не какая попало, а с максимальными весами. И упражнения тоже должны быть особыми — базовыми. Их еще называют многосуставными, потому как при их выполнении обязательно задействованы сразу несколько суставов. Собственно, основных упражнений для повышения уровня тестостерона два: приседание со штангой и становая тяга. Также хорошо работают жим штанги от груди лежа, подтягивание на перекладине и жим штанги от груди вверх. Опытные читатели без труда узнали почти весь комплекс упражнений, который дают тренеры начинающим. А дают его потому, что он вызывает буквально «тестостероновый взрыв», в результате которого начинается такой же взрывной рост мышц. И только спустя не менее полугода после регулярного применения этого тестостеронового комплекса имеет смысл подключать изолирующие упражнения чтобы придать наросшим мышцам более красивую форму.
Кликабельно 1920 рх
Есть и другие хитрости в деле повышения уровня тестостерона. Некоторые рекомендуют мужчинам интенсивную половую жизнь и препараты из якорицы стелющейся. А продуктов-антагонистов тестостерона лучше избегать. К ним относится в первую очередь пиво, от которого появляется специфическая «пивная» женоподобная фигура со всеми вытекающими физиологическими последствиями. Не очень хороши в этом смысле также соевые продукты, так что белок, потребный для роста мышц спортсменам лучше получать из мяса, рыбы и молочных продуктов.
Особенно хочется предостеречь от употребления химических веществ для усиленного роста мышц. Они являются либо производными, либо аналогами тестостерона. И в том, и в другом случае после достижения кратковременного эффекта синтез естественного тестостерона в организме подавляется, и восстановить его потом крайне тяжело. Подытоживая сказанное, можно утверждать, что способы воздействия на физиологию организма с целью развития смелости существуют. И это прежде всего занятие атлетизмом, развивающее не только мышцы, но и другие атрибуты мужественности.
И еще немного про страх: вот тут немного СТРАХА, а тут вообще УЖАС, УЖАС!
Страх и ненависть в миндалине: как возникает агрессия?
Страх и ненависть в миндалине: как возникает агрессия?
Когда переполняют эмоции и голова просто «закипает». В какой части мозга возникают страх и агрессия, и зачем?
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Иногда, в разгар жаркого спора, после пары часов, проведенных в пробке, или просто под конец трудного дня, кажется, будто голова становится похожей на чайник, готовый вот-вот закипеть. Еще одно слово, еще один человек, наступающий на ногу, еще одна капля — и этот чайник просто взорвется, извергая капли злости на всех окружающих. Знакомая ситуация? А есть ли у нас в мозге определенная структура, в которой копятся все негативные эмоции и которая отвечает за их выражение в поведении? Что если «доведен до предела» — вовсе не фигуральное выражение, а имеет под собой измеримые физиологические процессы? Исследования амигдалы (англ. amygdala), или миндалины, проливают свет на эти вопросы.
Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021
Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.
Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.
Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.
Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Миндалина — это небольшая парная структура, по форме и размерам напоминающая миндальный орех, а по объему варьирующая от 1,24 до 1,68 кубических сантиметров [1]. Миндалины в мозге не стоит путать с миндалинами в горле (они же гланды). Да-да, «воспаление миндалин» и «удаление миндалин» — это не про операции на мозге.
Две «мозговые» миндалины располагаются билатерально (справа и слева) под корой головного мозга в височных долях (рис. 1). Несмотря на скромные размеры, миндалины играют ключевую роль в эмоциональном поведении, которое объединяет нас с другими животными. Считается, что эти два небольших участка мозга составляют важную часть «системы опасности» (threat system), связанной с чувством страха, боли, восприятием негативных стимулов, и обеспечивающей поведенческий и нейроэндокринный ответ организма на них. Другими частями этой системы являются гипоталамус (attack area), префронтальная кора (prefrontal cortex, PFC) и скопления серого вещества вокруг системы желудочков (periaqueductal gray, PAG) (рис. 2) [2]. Возникновение возбуждения в этой системе приводит к адекватному ответу организма на вызовы среды — реакции «бей или беги» (fight or flight response).
Рисунок 1. Миндалины в мозге человека (отмечены красным)
Рисунок 2. Части мозговой «системы опасности», отвечающей за обработку негативных стимулов и инициирующей адаптивный ответ организма. Показано несколько путей, участвующих в агрессивном ответе организма (Aggressive behavior). Связи миндалины (Amygdalar route), связи гипоталамуса (Hypothalamic route) и влияние внешних стимулов (Environmental stimuli and processing): слуховых, зрительных (Visual and auditory cues) и даже обонятельных (Olfactory cues).
Нарушения же в работе этой системы лежат в основе самых разных состояний, от ПТСР (посттравматического стрессового расстройства), панических атак и тревожных расстройств до неконтролируемых вспышек ярости и антисоциального поведения. Кроме того, миндалина — один из наиболее частых источников эпилептических припадков, т.н. височной эпилепсии (temporal lobe epilepsy), которой порой предшествуют приступы паники или агрессии. Поэтому понимание работы «системы опасности» может быть ключом к раскрытию симптомов многих психиатрических и неврологических заболеваний человека.
Но как исследовать работу системы, активирующейся в ситуациях, прямо скажем, не самых приятных для человека — агрессии и страха?
Агрессия у животных и человека
Неудивительно, что бóльшую часть наших знаний о работе миндалины мы получили из исследований на животных. Но что же нужно сделать, чтобы намеренно разозлить животное? Ведь у животных не спросишь, что они чувствуют.
Давайте представим, что вы — крыса. Вы сидите в клетке вместе со своим соплеменником, и вдруг чувствуете короткую боль, как будто от укуса, в области лап или у себя на холке. Какова будет ваша реакция на этот неожиданный стимул? Это на самом деле воздействие слабого удара электрическим током через специальные электроды, но вы об этом ничего не знаете. Зато знаете, что кроме вас и вашего партнера в клетке никого нет. И большинство крыс в такой ситуации тут же бросаются в драку, проявляя агрессию по отношению к своему соседу. Этот парадоксальный эффект наблюдается даже тогда, когда у животных существует возможность спокойно уйти из камеры, и проявляется тем сильнее, чем более неприятным было электроболевое раздражение (рис. 3а).
Рисунок 3а. Демонстрация агрессии животными в разных ситуациях. Нападение крысы при болевом воздействии.
Рисунок 3б. Демонстрация агрессии животными в разных ситуациях. Атака голубя при неполучении ожидаемого подкрепления.
Рисунок 3в. Демонстрация агрессии животными в разных ситуациях. Агрессия хищника, вызванная электрическим раздражением особой зоны гипоталамуса.
Вообще говоря, в естественной среде грызуны и так не отличаются миролюбивостью по отношению друг к другу, и часто вступают в драки с новым соседом по клетке (на этом основана другая модель агрессии — resident-intruder paradigm) [3]. Но эта ситуация, связанная с болевым воздействием, и названная агонистическим поведением, привлекла особое внимание ученых. Возможно, потому что такое вымещение агрессии в ситуациях фрустрации не чуждо и людям. Так, крик, оскорбление, словесное или даже физическое нападение на обидчика или того, кто воспринимается как источник угрозы, называют реактивной агрессией, связанной у человека с субъективным переживанием злобы [4]. Надо сказать, что авторы этой методики [5] описывают ее как чисто рефлекторный ответ на боль, возникающий автоматически и не связанный с размышлениями о том, «кто виноват», или какими-то субъективными переживаниями. Известно, что и человек, испытывая хроническую боль при некоторых заболеваниях, тоже становится крайне раздражительным.
Но далеко не всегда агрессия связана с ощущением боли, да и само слово «фрустрация» — это скорее ближе к разочарованию, неудаче, чем к ситуации угрозы. Животным такая фрустрация тоже не чужда. Вообразим себя на месте уже другого животного — обычного голубя. Наряду с крысами, голубей часто используют для изучения универсальных закономерностей обучения. Вы, голубь, научились тому, что за каждое нажатие («клевание» тут, пожалуй, более уместно) на кнопку получаете одну порцию пищи, и это повторяется раз за разом уже много дней, тысячи и тысячи нажатий. Проще говоря, вы привыкли к тому, что за совершённую работу можете получить предсказуемый результат, заслуженную «зарплату». И вдруг что-то пошло не так, вас обманули, подкрепление больше не дают. Это коварный экспериментатор решил проверить эффект угашения — насколько быстро вы отвыкнете от выученного действия. Как себя почувствуете в такой ситуации? Эксперименты показывают, что и тут, без всякого тока, в ситуациях неопределенности и отмены ожидаемого подкрепления животные «вымещают» агрессию на своих соплеменниках (рис. 3б), да и люди ведут себя сходным образом [6]. Пожалуй, аналогия с работой и «зарплатой» тут как нельзя кстати.
Все это примеры так называемой реактивной агрессии, или защитной реакции, возникающей в ответ на какое-то воздействие внешней среды. Здесь агрессия неотрывно связана с негативными эмоциями, которые ищут выход. В противоположность ей выделяют проактивную агрессию, или целенаправленное нападение, как в случае атаки хищником своей жертвы (рис. 3в). Например, кошка, атакующая крысу, крыса, атакующая мышей, или мышь, убивающая насекомых, — все это реальные биологические модели, использующиеся в исследованиях агрессии. Это уже «хладнокровная» агрессия, которую у человека не так уж часто можно встретить в норме, но которая нередко проявляется при психопатии и криминальном поведении. Так, часто упоминают о «хищнической агрессии» у психопатов и убийц [7].
Но какой бы ни была агрессия, и чем бы она ни была вызвана — ее физиологическим механизмом оказывается система из трех структур: миндалины, гипоталамуса и серого вещества среднего мозга.
«Тренируйся лучше. на кошках»
Если грызунов чаще всего используют в исследованиях страха, а голубей — в исследованиях оперантного обучения, то первой моделью для изучения реакции агрессии (как проактивной, так и реактивной) оказались кошки. Наиболее значимыми для понимания агрессии (у кошек) оказались пионерские исследования Вальтера Хесса, нейрофизиолога, который в 1949 году был удостоен Нобелевской премии по медицине и физиологии «За открытие функциональной организации промежуточного мозга как координатора активности внутренних органов» [8].
Хесс был одним из первых, кто смог осуществить стимуляцию глубоких структур мозга у свободноподвижных животных, которые могли долго жить с вживленными в мозг электродами. В 1943 году Хесс и Бриджер описали странную оборонительную реакцию при стимуляции так называемой перифорникальной области латерального гипоталамуса [9]. Эта реакция представляла собой интегрированный эмоциональный ответ, заключавшийся в характерной позе и мимике: опущенная голова, прижатые уши, шерсть дыбом, суженные зрачки и шипение («животное выглядело, как будто столкнулось с собакой»). Но никакого реального стимула, кроме электрической стимуляции, не было. Хесс показал, что стимуляция разных зон гипоталамуса вызывала у животного реакции от испуга и бегства до яростных атак на экспериментатора.
Уже в современных исследованиях в мозге мышей, сходно с зонами в гипоталамусе у кошки, были обнаружены нейроны, которые сами начинали разряжаться в тот момент, когда самцы атаковали друг друга. Селективная оптогенетическая стимуляция этих клеток заставляла мышей нападать не только на своих сородичей, но и на неживые предметы: игрушки и резиновые перчатки [10]. Приступ ярости, вызванный стимуляцией, тут же прекращался вместе с ее окончанием (видео). Эта зона, вызывающая безусловные реакции агрессии у животных, получила название гипоталамической зоны агрессии (hypothalamic aggression area, HAA).
Но в мозге редко когда все завязано на одной структуре. И механизмы агрессии — не исключение (рис. 2). «Система опасности» устроена иерархически — гипоталамус в ней является исполнителем, получающим указания от вышележащей миндалины и передающим команды ниже. Организация этой системы была показана в сложных экспериментах, сочетающих электрическую стимуляцию и разрушение структур мозга [11]. Опыты выявили, что при стимуляции миндалины у кошек преимущественно наблюдается реакция шипения и ярости, в то время как из гипоталамуса можно вызвать как реакцию ярости, так и реакцию бегства.
При разрушении самого нижнего уровня этой системы — зоны PAG в среднем мозге — реакции не получается вызвать ни при стимуляции гипоталамуса, ни миндалины, но если разрушить их, то из PAG реакции вызываются. Эти эксперименты сместили интерес исследователей в сторону «самого верхнего» уровня, контролирующего агрессию в мозге, — миндалины. Именно в нее приходят самые разные стимулы из внешней среды (от болевых воздействий до обонятельных и слуховых стимулов) и по каким-то правилам «принимается решение» — отдается команда в гипоталамус.
«Слабоумие и отвага»
Интерес к миндалине связан и с еще одним известным феноменом, обсуждаемым до сих пор — синдромом Клювера—Бюси. В 1939 годы Генрих Клювер и Пол Бюси опубликовали статью о «психической слепоте», или зрительной агнозии, у обезьян, развивавшейся после удаления височных долей мозга, включавших и миндалину. При сохранном зрении животные как будто не узнавали предъявляемые им предметы. Большинство предметов животные тащили в рот и пытались попробовать на вкус — даже змей, которых все приматы обычно боятся (рис. 4). Животные, до этого достаточно агрессивные, становились очень спокойными, даже ручными, ничего не пугались и с интересом следовали за всеми предметами в своем окружении [12].
Рисунок 4а. Поведение обезьян с разрушенной височной долей. Видно, что животные не реагируют на опасность и пытаются попробовать на вкус различные несъедобные предметы.
Рисунок 4б. Поведение обезьян с разрушенной височной долей. Видно, что животные не реагируют на опасность и пытаются попробовать на вкус различные несъедобные предметы.
Позже эти наблюдения подтвердились и в экспериментах с селективным разрушением миндалины у кошек (у кого же еще!). Авторы описывают поведение животных после операции следующим образом:
«Животные выглядели возбужденными и демонстрировали повышенный интерес к любой активности, происходившей вокруг них в лаборатории. Сами они были беспокойными и исследовали любые объекты, находившиеся в их поле внимания — живые и неживые, связанные с болевыми или приятными ощущениями. В первую очередь, животные становились гораздо более ручными. Во-вторых, животные демонстрировали повышенные пороги тактильных болевых ощущений, вызывающих ярость, и усиление реакции удовольствия, когда их гладили» [13].
Разрушение миндалины, по сути, делало диких животных домашними, и этот эффект был показан на разных видах млекопитающих: от грызунов до обезьян. Проявления синдрома Клювера—Бюси, сходные с описанными на животными, были обнаружены и у человека [14], и за последние 60 лет даже провели более 1000 операций по удалению височных долей для лечения хронической агрессии. После этих открытий уже не только за гипоталамусом, но и за миндалиной закрепилась роль «зоны агрессии» в мозге, разрушение которой может привести к значительным изменениям эмоциональной сферы. Но если гипоталамус напрямую связан с внешним проявлением агрессии, то роль миндалины, скорее, в оценке внешних стимулов и выборе тех, которые вызовут негативную реакцию — либо «бей», либо «беги».
К сожалению, несмотря на всю эмоциональность кошек и других животных, и их неоценимый вклад в изучение агрессии и страха, на один, ключевой, вопрос они ответить не могут — что же они чувствуют?
Миндалина и чувства
О своих субъективных ощущениях и эмоциях, связанных с активацией «системы опасности», может рассказать только сам человек. Но учитывая, что миндалина является одним из источников эпилептических припадков, эта область мозга часто подвергается хирургическим вмешательствам, в ходе которых накопилось достаточно самоотчетов пациентов о том, какие эмоции они испытывают.
У больных эпилепсией перед припадком нередки приступы гнева и ярости, которые даже удалось воспроизвести электрической стимуляцией миндалины в одном клиническом случае [15]. Когда возбуждение в миндалине, вызванное пропусканием электрического тока через электрод, возрастало, больной становился все более раздражительным и демонстрировал как вербальные, так и невербальные проявления агрессии. Если проводить аналогию с чайником, с которой мы начали, эпилептический приступ — это большой всплеск возбуждения в миндалине, переливающегося через край и распространяющегося на другие области мозга. В таком случае приступ гнева действительно возникает, когда мы, вернее, наши миндалины, в прямом смысле «доведены до предела».
Но аналогия не совсем верна. Если какие-то эмоции и копятся в миндалине, то одним лишь гневом дело не ограничивается. Так, при стимуляции миндалины электрическим током, которая часто проводится до операции, люди испытывают самые разные эмоции, включая страх, гнев, ярость и, иногда, удовольствие. В некоторых исследованиях даже обнаруживаются различия в эмоциях при стимуляции левой и правой миндалин [16]. Стимуляция правой миндалины вызывала негативные эмоции (страх и грусть), а стимуляция левой миндалины могла вызывать у разных пациентов как страх и тревогу, так и позитивные эмоции (радость). При этом данные субъективные эмоции сопровождались и адекватными им физиологическими изменениями: изменялась влажность кожных покровов и напряжение мимических мышц лица.
Достаточно подробно описаны и переживания больных, живущих без миндалины. Наиболее ярким примером является опыт пациентки S.M., известной на весь мир как «женщина без страха». У нее в результате редкого генетического заболевания — болезни Урбаха—Вите — с раннего детства отсутствуют обе миндалины. Несмотря на непростую жизнь, и неоднократное попадание в опасные ситуации, она никогда не испытывала чувство страха, хотя все остальные переживания, включая и агрессию, ей не чужды. В соответствии с самоотчетом, S.M. испытывает сравнительно мало негативных переживаний как таковых, в независимости от того, что с ней происходит. Начиная с 1994 года, она сама активно и очень заинтересованно участвует в исследованиях страха. Несмотря на все попытки ученых, у нее не удалось вызвать ни малейшего проявление страха при «походе в дом с привидениями», «просмотре фильмов ужасов» и «взаимодействии со змеями и пауками». Нет, правда, все эти опыты были поставлены [17], и во всех них она, подобно больным с синдромом Клювера—Бюси, обнаруживала лишь усиленное любопытство к предложенным ситуациям:
«Она попробовала схватить тарантула, но ее пришлось остановить в связи с опасностью быть укушенной. Ее спросили, почему она пыталась взять в руки паука, про опасность которого она знает и про которого заявляла, что испытывает к нему отвращение. На что был получен ответ, что ее переполнило чувство любопытства».
Другие наблюдения, которые также можно назвать курьезными, но заставляющими задуматься, включают неспособность пациентов без миндалины различать негативные ситуации, эмоции на лице других людей [18], распознавать грустную и страшную музыку [19] и даже соблюдать дистанцию с другими людьми в разговоре — «личное пространство» [20].
Выходит, что жизнь без отрицательных эмоций не такая уж и простая. Да и миндалина отвечает не за эмоции как таковые, а за интерпретацию внешних стимулов, а страх или агрессия — это уже следствия распознавания ситуации как пугающей или опасной.
Как страх и агрессия уживаются в мозге
В современных нейрофизиологических исследованиях довольно редко можно встретить упоминание эмоций — «страха», «ярости» или «ненависти». И не только потому, что большинство исследований проводится на животных. Скорее, дело в сложности этих эмоциональных состояний и огромном количестве их оттенков. Вот, например, «страх за себя» и «страх за другого» могут оказаться совсем разными состояниями, а физиологический ответ для них один. Дело в том, что эти субъективные состояния в значительной степени определяются личным опытом и во многом являются результатом высших когнитивных процессов. В то же время, те механизмы, которые объединяют нас с животными, работают быстро и без размышления, часто даже не доходя до уровня нашего сознания. Так, «система опасности» может лишь вызвать определенные реакции в организме — от напряжения всех мышц и подготовки к атаке до активации необходимых воспоминаний — но только дальнейшая интерпретация состояния собственного организма приведет к возникновению эмоции (рис. 5). Вероятно, с этим и связано разнообразие эмоций человека при раздражении миндалины.
Рисунок 5. Схематичное представление работы «системы опасности» и возникновения эмоций. Неприятное событие запускает автоматическую, рефлекторную систему аффекта, которая в соответствии с предыдущим опытом выбирает набор реакций организма — либо «бей» (активно-оборонительные реакции), либо «беги» (пассивно-оборонительные реакции). Эти реакции порождают т.н. рудиментарное, подсознательное чувство, которое в результате его интерпретации превращается в субъективное переживание, эмоцию (дифференцированные эмоции). Справа визуально показаны соответствующие стадии.
Среди базовых реакций, появляющихся в ответ на негативные стимулы, основными являются страх и агрессия — прямо противоположные проявления, две стороны одной медали. Как же организм выбирает между ними? Однозначного ответа на этот вопрос сейчас все еще нет, кроме сужения области поисков до области миндалины.
И то и другое — стереотипные ответы «системы опасности» (threat system), присущей всем млекопитающим и неизменно исполняющей свою приспособительную роль в эволюции. Предполагается, что при незначительной, отдаленной опасности эта система заставляет животное замереть (реакция замирания), при более близкой опасности эта же система вызывает стремление выйти из данной ситуации (реакция избегания), ну а когда источник опасности совсем близко, так, что и избежать его невозможно, — переход в нападение (реакция агрессии) [21]. Таким образом, для животного миндалина и связанные с ней структуры — это не центры страха или агрессии, а в некотором роде система измерения уровня опасности. Конечно же, у людей эмоциональное поведение выглядит немного сложнее, но структуры мозга в основе этого поведения остаются прежними. Поэтому и многие эмоциональные расстройства, включающие неправильную оценку уровня опасности, — панические атаки, посттравматическое расстройство, хроническая раздражительность и агрессия, — связывают с нарушением функции миндалины. Неадекватная оценка ситуации миндалиной, в свою очередь, приводит к неконтролируемой эмоциональной реакции организма — агрессии или панике там, где можно было найти рациональное решение. Это состояние, когда миндалина «перехватывает управление», в психологии даже получило особое название — amygdala hijack (hijack по-английски — это в прямом смысле «угон самолета»).
Так что в следующий раз, когда окажетесь в сложной ситуации, вспомните про миндалину и не спешите сразу бросаться на соседа. Наверняка где-то рядом есть рациональный выход.