Ученые исследовали, как мозг учится распознавать угрозу
Исследователи из Ратгерского университета изучили, как мозг распознает, какие стимулы, напоминающие опасные, должны вызывать страх после негативного опыта. Эксперименты на мышах продемонстрировали, что граница между угрозой и безопасностью формируется на ранних этапах обработки сенсорной информации — в обонятельной луковице. Об этом сообщает издание Известия.
Страх необходимо отделять от схожих ощущений.
Один сенсорный стимул, например, запах, звук или изображение, активирует множество нейронов. При этом похожие стимулы часто задействуют частично совпадающие группы клеток.
После пугающего опыта мозгу нужно определить, насколько новый стимул должен быть схож с исходным, чтобы восприниматься как опасный. Для этого формируются своеобразные «границы страха», которые сужают распространение нейронной активности.
Чтобы изучить этот механизм, ученые обучили мышей связывать определенный запах с легкой угрозой. После этого животным показывали исходный запах, а также новые — похожие и отличающиеся от него. Исследователи одновременно отслеживали активность нейронов в обонятельной луковице, области мозга, участвующей в первичной обработке запахов. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Похожие запахи могли вызывать страх.
После обучения страху изменения происходили не только в группе нейронов, активированной запахом, связанным с угрозой. Они затрагивали и соседние клетки. Поэтому новый запах, который активировал частично совпадающую или соседнюю группу нейронов, мог восприниматься как угроза, хотя непосредственно с негативным опытом его не связывали.
Исследование показало, что в случае запахов сенсорная дифференциация и установление границ страха происходят в ранней части мозга, отвечающей за обработку сенсорной информации.
Ученые подчеркивают: чем сильнее пересекались нейронные представления двух запахов, тем легче страх распространялся с исходного стимула на новый.
Тормозные цепи определяли границу между опасным и безопасным.
Чтобы проверить роль ранней сенсорной обработки, ученые изменяли работу локальных тормозных цепей в обонятельной луковице мышей. В результате они могли менять то, насколько широко животные распространяли страх на новые запахи. Обычно после обучения мыши сильнее всего реагировали на запах, связанный с угрозой, слабее — на похожий и еще слабее — на значительно отличающийся. То есть реакция постепенно уменьшалась по мере снижения сходства стимулов.
Когда тормозную систему в обонятельной луковице блокировали, эта градация исчезала: страх становился более общим и распространялся на запахи одинаково. При другой манипуляции, напротив, диапазон запахов, которых грызуны избегали, сужался, хотя способность различать сами запахи сохранялась.
Полученные результаты показали, что обонятельная луковица не просто передает сенсорную информацию в другие отделы мозга. Она сама участвует в определении того, насколько новый запах похож на ранее связанный с угрозой стимул.
Эти результаты указывают на то, что мозг начинает определять границу между опасными и безопасными стимулами гораздо раньше в процессе обработки сенсорной информации, чем считалось ранее.
По словам ученого, тормозная обработка в обонятельной луковице регулирует, насколько далеко распространяется активность нейронов после пугающего опыта. Таким образом, пережитая угроза может влиять не только на реакцию на исходный стимул, но и на восприятие других, похожих на него запахов.
Чрезмерное обобщение страха связано с изменениями нейронных связей.
Авторы предполагают, что чрезмерное распространение страха может быть связано не только с изменениями в областях мозга, участвующих в эмоциях и памяти, но и с тем, как сам стимул представляется на ранних этапах сенсорной обработки. Обычно реакция постепенно ослабевает по мере того, как новый стимул становится менее похожим на тот, который был связан с угрозой. При чрезмерном обобщении эта градация может исчезать, и страх начинает распространяться на широкий круг стимулов.
Исследователи отмечают, что подобные нарушения обобщения страха наблюдаются при тревожных расстройствах и посттравматическом стрессовом расстройстве. Однако текущее исследование проводилось на мышах и в основном изучало обработку запахов, поэтому полученные результаты пока нельзя напрямую переносить на человека.
Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX
