На изменение строения нейронных сетей могут влиять не только какие-либо физические или физиологические факторы, но и психологические травмы. Мозг человека может перестроиться после глубоких эмоциональных потрясений. Авторы исследования, опубликованного в Communications Biology, показывают, как и где меняется активность головного мозга у здоровых людей и людей, переживших психологическую травму.
Credit: public domain
Более чем у трети людей, подвергшихся психологической травме, с большой вероятностью разовьется серьезная психопатология (ПТСР, паническое расстройство, генерализованное тревожное расстройство или БДР). Решение вопроса о том, связано ли воздействие психологической травмы с появлением явных нейронных маркеров определенной психопатологии, может продвинуть общее понимание соответствующей нервной дисфункции.
Однако из-за приверженности научной среды традиционным диагностическим системам сейчас имеются некоторые затруднения в расширении знаний, связанных с травматическими переживаниями и нейронными перестройками. Более объективные маркеры психических расстройств, включая те, что уточняются при помощи методов визуализации мозга, зачастую игнорируются. Поэтому сейчас не вполне ясно, через какие механизмы психологическая травма приводит к перестройке нейронных сетей.
Исследователи из Медицинского центра Ирвинга Колумбийского университета (США) занимаются изучением того, как люди, пережившие эмоциональную травму, учатся различать, что безопасно, а что нет. Кроме того, их интересует и вопрос психологической устойчивости, то есть тех случаев, когда воздействие травмы не приводит к развитию значительных и сильно выраженных психиатрических симптомов. Немногие исследования пытаются выяснить, может ли психологическая устойчивость иметь уникальные нейронные маркеры.
Чтобы восполнить пробелы в этой области научного знания, авторы исследования при помощи функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) постарались выявить поведенческие и нейросетевые функциональные маркеры психологической травмы и устойчивости к ней. Добровольцы, принявшие участие в эксперименте, были разделены на несколько групп: люди, подвергшиеся травме, и здоровые. Для определения маркеров устойчивости участников, перенесших травму, разделили на две группы: на людей, имеющих психопатологию, которая развилась в результате травмы, и здоровых людей, подвергшихся травме.
Используя фМРТ, исследователи фиксировали активность мозга участников, когда они смотрели на специальные стимулы – круги разного размера. При этом один размер был связан с небольшим шоком (или угрозой). Участникам не сообщали, в какой момент появится условный стимул, вызывающий тревогу, но сказали, что они могут научиться предсказывать шок, если будут обращать внимание на типы стимулов, которые они будут видеть.
В этом исследовании впервые оцениваются как поведенческие, так и нейросетевые маркеры сверхгенерализации (необоснованное обобщение, сделанное на основании единичного случая) и распознавания лонгитюдных угроз.
Исследователи выяснили, что у людей, переживших травму, активность в сети значимости (salience network, SN) оказалась ниже, чем у здоровых людей. Те же отличия обнаружились в правой части сети исполнительного контроля (right executive control network, RECN). SN играет значительную роль в обработке эмоциональной информации и важна для мониторинга значимости внешних и внутренних стимулов. RECN, в свою очередь, участвует в когнитивном контроле более высокого порядка.
Показатели обучения распознаванию стимулов также были ниже в группе переживших травму. При этом устойчивые люди, подвергшиеся травме, с течением времени лучше обучались различению по сравнению с теми, у кого развилась психопатология. Полученные авторами результаты могут свидетельствовать о фенотипе травматического воздействия, определение которого может ускорить разработку специализированного лечения за счет воздействия на специфическую четко очерченную нервную дисфункцию у лиц, подвергшихся травме, при различных психопатологиях.
При изучении временной последовательности генерализации здоровые участники, здоровые, перенесшие травму, и устойчивые люди показали хорошую способность к различению сигналов опасности и генерализационных стимулов. В то же время перенесшие травму люди с выраженной психопатологией продемонстрировали бо́льшие трудности в различении генерализационных сигналов. Эти результаты показывают, что воздействие травмы само по себе не обязательно препятствует способности различать сигналы, если только у человека не развивается психопатология после воздействия травмы.
В процессе обучения распознаванию стимулов здоровые люди показали более значительное снижение активности SN, что не проявляется у участников, переживших травму – у них активность в SN оставалась неизменной с течением времени, что свидетельствует о плохом обучении различению. Интересно при этом, что этот эффект был обусловлен группой устойчивых. В целом, эти результаты показывают, что, здоровые люди могут использовать SNдля улучшения обнаружения и распознавания угроз, а люди, подвергшиеся травме, нет.
Изучая ECN, исследователи обнаружили, что как у здоровых людей с травмой, так и у просто здоровых, активность в RECN была связана с улучшением распознавания угроз во время обучения. Как отмечают авторы, согласно теории контроля внимания, когнитивные корреляты тревоги (беспокойство, смещение внимания в сторону угрозы, направленные сверху вниз усилия по управлению тревогой и пр.), потребляют ограниченные ресурсы рабочей памяти. Исследователи делают вывод о том, что низкая активность RECN и повышенное обучение различению, предполагают, что активность сети когнитивного контроля меньше требуется человеку, поскольку тревога со временем снижается. То есть устойчивые люди, подвергшиеся травме, чтобы различать стимулы, могут полагаться на усовершенствованную систему обнаружения и мониторинга, снижая оказываемую стимулами когнитивную нагрузку и, следовательно, уменьшая беспокойство. Противоположное наблюдается в группе людей с психопатологией, которая показала высокую активность в SN и RECN и низкие показатели различения стимулов, связанные с этими сетями. Это может также указывать на то, что ECN необходима для регулирования тревоги и страха, чтобы различать те типы стимулов, которые больше напоминают тревожные.
Авторы работы планируют продолжить изучение темы с помощью виртуальной реальности, используя больше реальных ситуаций. Они стремятся понять, относятся ли эти механизмы и изменения к конкретной угрозе и распространяются ли они на процессы, связанные с контекстом.
Текст: Анна Удоратина
Sequential fear generalization and network connectivity in trauma exposed humans with and without psychopathology by Xi Zhu et al. Communications Biology. Published November 2022.
