В поисках памяти - Эрик Кандель

Разобравшись в особенностях анатомии и физиологии приобретенного страха, мы почувствовали, что можем изучить молекулярные основы этого явления. Вместе с постдоком Глебом Шумяцким я занялся поиском генов, которые экспрессировались бы только в боковом ядре миндалевидного тела — уже исследованном нами участке. Мы выяснили, что в пирамидальных клетках экспрессируется ген, который кодирует определенный нейромедиатор — так называемый гастрин-высвобождающий пептид. Пирамидальные клетки используют этот пептид в качестве возбуждающего нейромедиатора в дополнение к глутамату и совместно с ним, выделяя эти медиаторы из пресинаптических окончаний, ведущих к клеткам-мишеням бокового ядра. Затем мы обнаружили, что клетки-мишени относятся к особой популяции тормозных интернейронов, в мембране которых содержатся рецепторы к гастрин-высвобождающему пептиду. Как и все тормозные интернейроны бокового ядра, клетки-мишени выделяют нейромедиатор ГАМК. Клетки-мишени могут передавать сигналы обратно на пирамидальные клетки и, активируясь, выделяют в синаптические щели ГАМК, тем самым тормозя работу пирамидальных клеток.

Обнаруженная нами нейронная цепь представляет собой так называемую систему с отрицательной обратной связью: возбуждающий нейрон активирует тормозный, который, в свою очередь, тормозит активировавший его возбуждающий нейрон. Не может ли такая система служить для контроля над страхом? Чтобы это выяснить, мы тестировали генетически модифицированных мышей, у которых был отключен ген рецептора, реагирующего на гастрин-высвобождающий пептид, а значит, вышеописанная система с обратной связью не могла работать. Из нашего предположения следовало, что повышенная возбудимость таких мышей могла приводить к усиленному бесконтрольному страху.

В соответствии с нашим предположением в боковом ядре миндалевидного тела этих мышей мы наблюдали резко усиленную долговременную потенциацию наряду с достоверно повышенной и более продолжительной памятью, связанной со страхом. Примечательно, что такой эффект затрагивал только приобретенный страх: те же мутантные мыши демонстрировали в разных других тестах нормальный врожденный страх. Этот факт согласуется с тем, что известно о принципиальных отличиях приобретенного страха от врожденного. Так комплексный подход с использованием методов клеточной биологии и молекулярной генетики позволил нам найти нейронную цепь, которая играет важную роль в осуществлении контроля над приобретенным страхом. Это открытие могло привести к разработке препаратов, которые позволят бороться с приобретенным страхом, связанным с такими синдромами, как посттравматические стрессовые расстройства и фобии.

А как обстоят дела с противоположностью страха — чувством безопасности, уверенности в себе и счастья? Не могу не вспомнить первое предложение «Анны Карениной», романа Льва Толстого о трагических последствиях любовной связи, неприемлемой в глазах общества: «Все счастливые семьи похожи друг на друга, каждая несчастливая семья несчастлива по-своему». Это утверждение, в котором больше литературной, чем научной силы, предполагает, что тревога и депрессия могут принимать много разных форм, в то время как позитивные эмоции (чувство благополучия, безопасности и счастья) имеют общие черты.

Чтобы это проверить, мы с Роганом исследовали нейробиологические свойства приобретенного чувства безопасности, которое можно считать разновидностью чувства счастья. Мы рассуждали следующим образом. Когда звуковой сигнал действует в сочетании с ударом тока, животное запоминает, что этот сигнал предвещает удар тока. Так что если звуковой сигнал и удар тока никогда не будут действовать в сочетании, животное запомнит, что сигнал не предвещает удара, а предвещает, напротив, безопасную ситуацию. Проведя эксперимент, мы получили в точности такой результат, какой и предсказывали: когда попавшая в новую среду мышь, на которую до того воздействовали звуковыми сигналами и ударами тока, никогда не сочетавшимися друг с другом, слышала тот же звук, она переставала демонстрировать защитное поведение. Она расхаживала в центре открытого пространства как у себя дома, не проявляя никаких признаков страха (рис. 25–5). Исследовав боковое ядро миндалевидного тела мышей, обученных подобным образом, мы обнаружили эффект, противоположный долговременной потенциации, а именно долговременное подавление нейронной реакции на звук, предполагавшее, что поступление сигналов в миндалевидное тело было резко ограничено (рис. 25–4).

25–5. Действие сигналов, вызывающих формирование приобретенного страха и чувства безопасности.

Затем мы задались вопросом, дает ли такое обучение подлинное чувство безопасности, то есть настоящее ощущение уверенности в себе, или же просто снижает базовый уровень тревоги, всегда присутствующей в каждом. Чтобы отличить одно от другого, мы регистрировали сигналы в полосатом теле — участке мозга, который в норме задействован в положительном подкреплении и в обеспечении чувства благополучия. (Именно этот участок активируется кокаином и другими вызывающими привыкание наркотиками, которые вторгаются в нейронную систему положительного подкрепления и заставляют человека принимать наркотик все чаще). Оказалось, что, когда у животного формируется приобретенный страх, то есть оно обучается ассоциировать звуковой сигнал с ударом тока, нейронная активность в его полосатом теле не меняется. Но когда животное обучается ассоциировать звуковой сигнал с безопасностью, реакция полосатого тела заметно усиливается, что соответствует связанному с безопасностью позитивному ощущению.

Наши исследования приобретенного чувства безопасности позволили в новом свете увидеть позитивные ощущения счастья и благополучия, а также негативные чувства тревоги и страха. Они указывали на существование в глубинах мозга второй системы, связанной с позитивными эмоциями, поскольку и нейроны таламуса, реагирующие на звуковой сигнал, и нейроны бокового ядра миндалевидного тела связаны с полосатым телом и передают в него информацию о счастье и благополучии. Полосатое тело, в свою очередь, связано со многими участками мозга, в том числе с префронтальной корой, которая подавляет активность миндалевидного тела. Поэтому есть все основания полагать, что приобретенное чувство безопасности, усиливая сигналы, поступающие в полосатое тело, не только увеличивает ощущение безопасности и благополучия, но и ослабляет ощущение тревоги, подавляя активность миндалевидного тела.

Судя по этим результатам, мы, возможно, стоим на пороге эпохи, когда молекулярная биология когнитивных функций и эмоций откроет новые способы повышения самооценки и ощущения благополучия. Не окажется ли при этом, например, что некоторые неврозы тревоги вызываются нарушениями работы нейронных сигналов которые в норме обеспечивают чувство благополучия? В нашем распоряжении начиная с шестидесятых годов имеются лекарства, позволяющие облегчать ряд форм тревоги, но эти препараты помогают не при всех неврозах тревоги, лишь при некоторых, а, например, лоразепам и диазепам вызывают привыкание, поэтому за их использованием приходится очень внимательно следить. Средства, усиливающие активность нейронных цепей, которые обеспечивают ощущение безопасности и хорошее самочувствие, могут дать нам более эффективный способ борьбы с неврозами тревоги.