Нейрофизиологи из Массачусетского технологического института выявили систему, которая, по их мнению, отвечает за мгновенное переключение внимания с рутинного действия на внезапно возникшую потенциальную угрозу. Также ученые обнаружили, что дофамин — ключевой фактор этого процесса: вещество выбрасывается в префронтальную кору головного мозга при появлении опасности, побуждая нейроны коры перенаправить свое внимание на ту часть мозга, которая реагирует на угрозы. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
«Наука уже давно определила важную роль префронтальной коры мозга для внимания человека, а также для более сложных когнитивных функций — планирование, определение приоритетов, принятие решений. Мы полагаем, что дофамин выступает в качестве сигнала, который провоцирует нейроны префронтальной коры переключиться на отправку информации для формирования модели поведения, связанной с побегом», — говорит Кей Тай (Kay Tye), доцент Института мозга и когнитивистики Массачусетского технологического института.
В своем исследовании Тай обнаружил две группы нейронов в префронтальной коре, основанные на других областях мозга, с которыми они взаимодействуют. Одна группа нейронов отправляет информацию в прилежащее ядро, которое участвует в мотивации и вознаграждении, а другая передает информацию в околоводопроводное серое вещество (ОСВ), которое является частью ствола мозга. ОСВ участвует в защитном поведении, таком как замирание или бег.
Когда мы фиксируем потенциальную угрозу, область мозга, называемая вентральной областью покрышки, выплескивает дофамин в префронтальную кору. Ученые хотели определить, как дофамин влияет на обе группы нейронов, которые они идентифицировали. Для этого они разработали эксперимент, в ходе которого крысы обучались распознавать два визуальных сигнала, один из которых связан с сахарной водой, а другой — с легким электрическим разрядом. Затем они наблюдали за их поведением после того, как оба сигнала демонстрировались одновременно.
Они обнаружили, что, если они стимулируют высвобождение дофамина одновременно с сигналами, крысы чаще замирали на месте — это нормальная реакция на разряд. Если же ученые стимулировали дофамин только во время одного сигнала, поведение грызунов не менялось. По словам исследователей, это говорит о том, что роль дофамина заключается в усилении реакции на опасность, когда животные получают противоречивую информацию.
Как утверждает Тей, этот процесс дает животным больше шансов выжить в ситуации угрозы. Любой вид опасности, такой как хруст ветки, пугающий стадо оленей, или незнакомец, натыкающийся на вас на тротуаре, может вызвать всплеск дофамина в префронтальной коре, который способствует усиленной бдительности.
По словам ученого, дисфункция этого контролируемого дофамином процесса может способствовать развитию нейропсихиатрических расстройств, таких как шизофрения. Помимо того, избыток дофамина может привести к тому, что мозг будет слишком остро реагировать на любые раздражители, а это, в свою очередь, ведет к паранойе, часто наблюдаемой у пациентов с шизофренией, и к тревоге.
Прочие науки
Dmitry Mazalevsky
