Стимуляция мозга может избавить нас от отрицательных воспоминаний

У вас бывали случаи, когда негативное воспоминание деструктивно влияло на ваши действия? Сковывало вас и мешало самореализации? Зачастую негативные мысли превращаются в тревогу, стресс и даже депрессию, которая встречается у более чем 10 процентов населения Земли. Но совсем недавно ученые из Университета Болоньи сделали важный шаг к пониманию того, как победить негативные эмоции. Свой подход они описали в статье, опубликованной в журнале Current Biology, где рассказали, как магнитная стимуляция лобной доли мозга при реконсолидации воспоминаний может предотвратить возвращение негативных мыслей. 

Credit: public domain

«Кладовые» памяти

Механизмы памяти, несмотря на многочисленные эксперименты, все еще остаются для нас загадкой. За последние 20 лет ученые выяснили, что воспоминания формируются не сразу: необходимо некоторое время, чтобы событие из кратковременной памяти перешло в долговременную. Этот процесс называется консолидацией памяти.

Оказывается, каждый раз, когда мы вспоминаем то или иное событие, наш мозг не находит один единственный след этого события где-то в закромах памяти, а как бы ищет отдельно сохраненные части воспоминания в разных зонах мозга, соединяет их вместе и таким образом формирует наше воспоминание. Именно поэтому говорят, что наша память – творческая, она гораздо меньше просто хранит и гораздо больше создает. Так каждое воспоминание – это реконструкция, которую мозг сперва формирует, а затем заново запоминает, на что в среднем уходит около шести часов. Этот процесс называется реконсолидацией памяти.

Открытие реконсолидации позволило ученым предположить, что если мы прервем этот процесс, то сможем повлиять и на конкретные воспоминания. Вопрос состоял лишь в том, как его прервать. Ранее это делали с помощью химических блокаторов синтеза белка, что стало основной для разработки медицинских препаратов (как в фильме «Вечное сияние чистого разума»). Приняв таблетку, пациент разрушал воспоминание. Теперь появился новый способ влиять на реконсолидацию – это магнитная стимуляция мозга.

Как управлять памятью?

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) – метод неинвазивного вмешательства в работу группы нейронов, когда на конкретную область мозга пациента влияют короткие магнитные импульсы. ТМС вмешивается в собственное электромагнитное поле мозга, приводя к возникновению потенциала действия. Таким образом, с помощью нее мы можем намеренно возбуждать нейроны, тем самым вызывая реакцию организма. К примеру, если найти правильную точку в моторной коре мозга, то можно вызвать движение указательного пальца человека. ТМС на текущий момент применяется в России для пациентов с нарушениями работы ЦНС, в частности, для лечения депрессии, биполярного расстройства и некоторых других.

Выходит, что если повлиять на работу «нейронов памяти» с помощью магнитной стимуляции, мы сможем повлиять и на воспоминания людей. Но где хранятся воспоминания? Многочисленные эксперименты не дают однозначного ответа на этот вопрос. Кажется, что воспоминания хранятся везде в мозге. Но ведь для разрушения негативных эмоций нужно найти именно то место, где хранятся только они.

Ученые из Университета Болоньи предложили простимулировать в момент реконсолидации памяти дорсолатеральную префронтальную кору.

Дорсолатеральная префронтальная кора – часть лобных долей коры головного мозга. Credit: public domain

Эта зона – частый «гость» экспериментов на людях. Считается, что она участвует в таких функциях мозга, как рабочая память (кажется логичным, что реконсолидация задействует рабочую память), планирование, торможение и контроль поведения. Практически каждый изученный когнитивный процесс связан с активацией этой области, включая воспроизведение и узнавание. Некоторые эксперименты показали, что эта же зона мозга активируется, когда мы вспоминаем какое-то событие, вызывающее у нас сильные негативные эмоции.

Чтобы понять, можно ли неинвазивно прервать процесс реконсолидации и тем самым повлиять на негативные воспоминания, ученые набрали 84 добровольца, разделив их на шесть экспериментальных групп.

У первой группы участников ученые стимулировали дорсолатеральную префронтальную кору левого полушария, у второй – правого. В третьей группе стимулировали затылочную кору, чтобы проверить, действительно ли дорсолатеральная префронтальная кора играет важную роль в реконсолидации негативных эмоций.

В четвертой группе стимулирование применялось без реактивации памяти, чтобы убедиться, что эффект влияет именно на процесс реконсолидации, не на любой другой (например, внимание). В пятой группе проверялось, зависит ли реконсолидация от времени, для чего воспоминание негативного события производилось практически сразу после стимуляции мозга. Шестая группа – контрольная – проверяла, будет ли наблюдаться эффект плацебо, если не стимулировать пациента на самом деле, а лишь «сделать вид» (sham stimulation).

Эксперимент проходил следующим образом: в первый день участники приходили в лабораторию, где им показывали два изображения. Первое изображение всегда сопровождалось легким ударом электрического тока в запястье, второе – нет. С помощью ряда тестов (субъективные отчеты участников, а также проверка проводимости их кожи как физиологическая реакция на страх) ученые проанализировали, насколько устойчивой оказалась сформированная ассоциация, и убедились, что условный рефлекс проявился практически одинаково в каждой группе.

Дизайн эксперимента. Credit: Pellegrino, G. et al. / Current Biology 2020

Во второй день участникам показывали изображение, ассоциируемое с ударом тока. Так происходила реконсолидация памяти. В этот момент ученые применяли повторяющуюся ТМС (с частотой 1 Гц) в течение 15 минут. В одной группе стимуляция не применялась, в другой она применялась без демонстрации изображения.

Следующий, финальный этап – проверка, действительно ли участники стали хуже вспоминать негативное событие. Для этого на следующий день (в одной из групп воспоминание проверяли сразу после стимуляции) участникам вновь показывали оба изображения (4 изображения, ассоциируемые со ударом тока, и 4 – нейтральные). Сразу после этого им показывали 20 контрольных стимулов, не подкрепленных ударом тока, что приводило к ослаблению негативного воспоминания, а затем производили  3 удара током без демонстрации изображения (восстановление реакции страха). По окончанию эксперимента участникам вновь демонстрировали 4 экспериментальных и 4 нейтральных изображений, а затем с помощью тестов проверяли «уровень страха».

Нет плохим воспоминаниям 

В результате ученые выяснили, что стимулирование дорсолатеральной префронтальной коры как в левом, так и в правом полушарии значительно повлияло на проявление страха у человека (то есть на проводимость кожи) как на этапе реконсолидации воспоминания, так и затем, при формировании повторной ассоциации между изображением и электрическим током. Оказалось, что повторное формирование страха было ослабленным в группах, где ученые стимулировали дорсолатеральную префронтальную кору в процессе реконсолидации.

«С помощью ТМС мы смогли изменить деятельность префронтальной коры, которая отвечает за реконсолидацию неприятных воспоминаний, — рассказала Сара Боргоманери (Sara Borgomaneri), первый автор исследования. — Благодаря этому мы получили результаты, которые на текущий момент были возможны только благодаря использованию лекарственных средств».

Любопытно, что по итогам субъективных отчетов испытуемых ослабление реакции страха не наблюдалось. Участники как бы ожидали удар тока. Получается, подсознательно реакция страха действительно становится слабее, но сознательно мы остаемся наготове к любому негативному воздействию.

Этот эксперимент, по мнению его авторов, доказывает, что память в момент воспоминания действительно становится лабильной, и мы можем на нее повлиять. Это не новые, но рекристаллизованные старые воспоминания. И важную роль в их реконсолидации играет дорсолатеральная префронтальная кора. При том не совсем понятно, зависят ли негативные воспоминания именно от деятельности этой области или же от ее влияния на другие области мозга (например, гиппокамп).

«Наш эксперимент показал, что вполне возможно повлиять на потенциально травмирующие воспоминания. Это может иметь серьезные последствия для реабилитации и клинической медицины. Мы работаем с технологией, которая может применяться в различных ситуациях и предполагает большое разнообразие, начиная с лечения посттравматического стрессового расстройства. Изучением этого мы и займемся дальше», — отмечает профессор Джузеппе Ди Пеллегрино (Giuseppe di Pellegrino), руководитель исследования.

На текущий момент остается непонятным, в какой промежуток времени можно применить ТМС, чтобы достичь эффекта угасания страха. И есть ли какой-то период времени, когда такое влияние дает наибольший результат. Также нельзя исключать, что в ходе стимуляции мозга ученые повлияли именно на след памяти, а не на  сопутствующие элементы воспоминания (например, эмоции). Будущие эксперименты позволят уточнить влияние стимуляции и приблизят момент, когда каждый сможет избавиться от негативных мыслей простым нажатием на кнопку магнитного стимулятора.

Текст: Никита Отставнов

State-Dependent TMS over Prefrontal Cortex Disrupts Fear-Memory Reconsolidation and Prevents the Return of Fear by Borgomaneri, S., Battaglia, S., Garofalo, S., Tortora, F., Avenanti, A., & di Pellegrino, G. in Current Biology. Published July 2020.

https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.06.091