Многим знакомо чувство сопротивления перед началом сложного дела, будь то неприятный телефонный звонок или написание скучного отчета. Человек понимает необходимость действий, но не может сделать первый шаг. В медицине это состояние называют аволицией. Оно часто сопровождает депрессию, шизофрению и болезнь Паркинсона. Пациенты с такими диагнозами осознают свои потребности, но их мозг словно отказывается нажимать кнопку «пуск».
Долгое время наука не разделяла процессы оценки задачи и непосредственного старта действий. Считалось, что мозг взвешивает соотношение затрат и выгоды: если «цена» усилий слишком высока, мотивация падает. Но точные нейробиологические механизмы, которые превращают оценку в физический отказ от действия (ингибирование инициации), оставались неясными. Ученые предположили существование специфического барьера, который препятствует началу активности именно в аверсивных, то есть неприятных или пугающих, условиях.
Группа исследователей из Киотского университета изучила этот процесс на макаках. Результаты научной работы опубликовали в журнале Current Biology.
Для эксперимента биологи применили передовой метод хемогенетики. Он позволяет внедрять в клетки искусственные рецепторы, чувствительные только к определенному синтетическому препарату. Это дало возможность временно и точечно прерывать связь между конкретными структурами мозга.
Авторы сосредоточились на пучке нервных волокон, соединяющих две области базальных ганглиев: вентральный стриатум и вентральный паллидум. Ученые экспрессировали ингибирующие рецепторы в нейронах стриатума, а затем локально вводили препарат-блокатор в паллидум. Такая схема позволяла выключать не области целиком, а именно направленный нейронный путь передачи информации от одной структуры к другой.
Для проверки гипотезы макак обучили выполнять задания двух типов. В первом сценарии за действие полагалась награда в виде воды. Во втором к награде добавлялся неприятный стимул — поток воздуха в лицо. Животные видели визуальную подсказку и могли свободно решать, инициировать выполнение задачи или отказаться. В обычных условиях, ожидая неприятный обдув, обезьяны часто колебались либо отказывались начинать действие, несмотря на доступность награды.
После хемогенетической блокады нейронного пути от стриатума к паллидуму поведение животных изменилось. В задачах с аверсивным стимулом (потоком воздуха) количество отказов резко снизилось, а скорость реакции возросла. Макаки преодолевали внутренний барьер и приступали к задаче. При этом анализ выбора показал, что оценка награды и неприятности наказания осталась прежней: животные не стали безразличны к удару воздухом, они просто перестали тормозить начало действия. В задачах без стрессового фактора поведение приматов не изменилось.
Электрофизиологическая запись активности нейронов прояснила механизм работы этого «тормоза». Клетки вентрального стриатума возбуждались именно в ответ на сигналы о предстоящей неприятности и подавляли активность паллидума, блокируя моторную инициацию. Искусственное прерывание этого сигнала снимало запрет на действие.
Исследователи доказали, что путь от вентрального стриатума к паллидуму работает как «мотивационный тормоз», который ограничивает волевые усилия при стрессе. Это открывает перспективы для лечения аволиции при психических расстройствах. Авторы статьи подчеркивают биологическую важность механизма: полная дисфункция «тормоза» может привести к обратным последствиям — истощению организма или опасному поведению из-за неспособности вовремя остановиться.