Ученые из США и Испании установили, как перестраивается мозг отца с появлением первого ребенка. Исследователи пришли к выводу, что переход к отцовству привел к изменениям в объеме, толщине и площади коры головного мозга, а также к перераспределению в подкорковых объемах. Изучение процессов, происходящих в мозге отцов, может помочь понять, как именно перестраивается мозг под влиянием родительского опыта. Результаты опубликованы в журнале Cerebral Cortex.
Credit: public domain
Родительское поведение — стратегия, необходимая для выживания, однако ее особенность заключается в том, что родители готовы пожертвовать многим, иногда и собственной жизнью, ради выживания своего потомства. Какие конкретные нейробиологические механизмы имеет это поведение?
В 2018 году Йоханнес Коль (Johannes Kohl) с соавтором выпустил литературный обзор, где осветил последние достижения из области поведенческой нейробиологии родительства. Среди многих работ, в которых разбираются конкретные области мозга и скопления нейронов, он описал и те, где ученые проводили эксперименты над лабораторными мышами, исследуя небольшую часть гипоталамуса — медиальную преоптическую область (MPOA). Нейроны этой части мозга вырабатывают белок галанин, который регулирует родительское поведение, причем вне зависимости от пола. Эти клетки получили название MPOAGal-нейроны.
Но большинство исследований все-таки касались подкорковых структур, а что происходит с корой мозга? Это был один из вопросов, на которые постаралась ответить международная научная группа из Испании и США.
В исследовании приняли участие мужчины, недавно познавшие счастье отцовства. Первую группу добровольцев собрали в госпитале Дель Марин (Барселона, Испания). В нее вошло 20 человек. Ученые просканировали их мозг, используя стандартную структурную МРТ, до беременности их партнерши и спустя два месяца после родов. В эту выборку входила и контрольная группа, которая состояла из 17 бездетных мужчин, анализируемых в том же временном интервале.
Вторую группу набрали в Университете Южной Калифорнии в Лос-Анжелесе, США. В нее также вошли 20 отцов, и их мозг сканировали на третьем триместре беременности партнерши, а во второй раз – спустя 7-9 месяцев после рождения ребенка. В обе выборки включили праворукие мужчины, проживающие со своими беременными женщинами. Так же у них отсутствовали неврологические или психические заболевания, они не злоупотребляли психотропными веществами.
Сети в мозге, где произошли изменения в объеме коры. Credit: Darby E Saxbe et al. / Cerebral Cortex 2022
Исследователи установили, что в обеих группах у отцов наблюдалось уменьшение объема коры головного мозга, которое не зависело от возраста человека при сканировании до рождения ребенка и возраста их ребенка при сканировании после его рождения. При этом авторы указывают, что этот процесс не всегда говорит о нейродегенерации – он может указывать на совершенствование и более узкую специализацию нейронных связей.
Неожиданной находкой для авторов стало уменьшение объема в зрительной системе затылочной коры, в сетях которой происходят структурные изменения, часто упускаемые из виду. Возможно, это связано с перестройкой зрительных областей, которая помогает отцам лучше распознавать своих детей и реагировать на них. В пользу этого предположения свидетельствуют данные другой работы, в которой изучалась связь между количеством детей и когнитивными функциями родителей обоих полов (по данным Британского Биобанка). Она показала, что отцы лучше выполняли задачи зрительной памяти по сравнению с бездетными участниками, и этот эффект оказался более значительным у мужчин, чем у женщин.
Интересно, что объем подкорковых структур значимо не изменился ни в одной из групп, хотя, по данным многих работ, они значительным образом участвуют в аспектах отцовской и материнской заботы у млекопитающих. Лимбическая подкорковая сеть, которая особенно чувствительна к гормонам беременности, по-видимому, играет более важную роль в материнском поведении, в то время как отцы больше полагаются на корковые сети, обеспечивающие больше «когнитивную часть» родительского поведения.
Это исследование стало первой работой, в которой ученые описали структурные изменения мозга у мужчин, впервые ставших отцами. Авторы отмечают, что изменения коснулись в первую очередь корковых цепей, связанных с социальными аспектами поведения, а не подкорковых нейронных сетей, связанных с вознаграждением и мотивацией. Так что появление ребенка в жизни семьи меняет мозг напрямую не только у матери малыша, но и у папы.
Текст: Екатерина Полищук
First-time fathers show longitudinal gray matter cortical volume reductions: evidence from two international samples by Darby E Saxbe et al. in Cerebral Cortex. Published September 2022.
