Нейробиологи отключили найденный «тормоз мотивации», чтобы заставить обезьян делать неприятные задачи

❋ 4.8

Нейрофизиологи обнаружили механизм, который блокирует начало действий в стрессовых условиях. Временное отключение этого нейронного пути вернуло обезьянам мотивацию выполнять работу даже при наличии отталкивающих факторов.

Биология

# макаки

# мозг

# мотивация

Макака в раздумьи / © National Geographic Your Shot

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.

Графический абстракт статьи. Исследователи внедрили искусственные «переключатели» в определенные клетки мозга в вентральном стриатуме. Введя препарат (DCZ) в связанную с ним область мозга, вентральный паллидум, они смогли заблокировать передачу сигналов по этому пути, что позволило им проверить его роль в мотивации. / © ASHBi/Kyoto University

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Автор материалов на стыке разных областей знания — от археологии и палеонтологии до физики и технологий. Интересуется тем, как работает мир, и рассказывает об этом понятно и увлекательно.