Текст книги "Ваш мозг. Что нейронаука знает о мозге и его причудах"

О страхе

Первые подтверждения, что чувство страха связано с миндалиной мозга, по большей части встречались в работах о формировании условного рефлекса страха. В своих экспериментах исследователи выбирали нечто, к чему подопытный (скажем, крыса) относится нейтрально (например, звуковой сигнал), и пытались связать это с очевидно отрицательными ощущениями (легким ударом током, к примеру). То есть крыс приучали, что после звукового сигнала неизменно следует удар током.

Если повторить эту последовательность достаточное количество раз, крысы начнут бояться самого звукового сигнала – вне зависимости, ударит ли их током. Процесс, в течение которого меняется отклик на некогда нейтральный раздражитель, и будет называться формированием условного рефлекса. Формирование условного рефлекса заключается в том, что возникает связь между двумя условиями, которые прежде казались не связанными друг с другом. Выше описан частный случай обучения крыс, который основан на чувстве страха, поэтому называется формированием условного рефлекса страха.

Изучая роль миндалины в формировании условного рефлекса страха, ученые независимо друг от друга делали один и тот же вывод: повреждение миндалины или нейронного пути между ней и другими участками мозга мешает формированию страха⁹. Если повредить миндалину у крысы, а после этого попробовать приучить ее бояться звукового сигнала, условный рефлекс не сформируется. Крысу с поврежденной миндалиной бесполезно бить током – она не начнет бояться звукового сигнала даже после тысячного удара.

Формирование условного рефлекса страха заключается в создании связи между двумя условиями – например, звуковым сигналом и ударом током при опытах на животных.

Другие исследования (на крысах с неповрежденной миндалиной) показали: когда подопытное животное слышит звуковой сигнал, нейроны в его миндалине активируются¹⁰. Дальнейшие исследования, уже на людях, привели к тем же заключениям: в формировании страха важную роль играет миндалина¹¹. Итак, все указывало на то, что за страх ответственна миндалина головного мозга. Получается, именно она способствует формированию воспоминаний о том, что представляет для нас угрозу.

Миндалина – датчик угрозы

Мы убедились, что миндалина играет решающую роль в понимании, чего нам стоит бояться. А как же формируется само ощущение страха? Оно также зависит от миндалины? Согласно исследованиям, так и есть. Миндалина реагирует на любую угрозу со стороны. Она не только закрепляет воспоминания о пугающем опыте, но и помогает распознать опасность в будущем, вызывая соответствующий отклик¹².

Естественное поведение при возникновении угрозы нередко называют реакцией «бей или беги». Причина проста: когда на пути человека возникает опасность, он тут же напрягается и испытывает прилив сил, что позволяет ему справиться с угрозой посредством борьбы или побега. Такой отклик играл определяющую роль в доисторические времена, когда люди намного чаще оказывались в смертельно опасном положении (например, убегая от голодного льва). Реакция «бей или беги», основанная на инстинкте самосохранения, помогла нашему виду пережить те дни, когда опасность поджидала на каждом шагу.

Судя по всему, эту реакцию запускает именно миндалина. Все начинается с того, что миндалина через органы чувств (возьмем глаза) получает сведения об окружающей действительности. Если поблизости находится что-то, представляющее угрозу или опасность, нейроны миндалины отправляют сообщение другим участкам мозга, которые вызывают у человека прилив сил, бодрости, а также волнение. Скажем, нервные клетки из вашей миндалины направятся в структуру, называемую гипоталамусом – небольшой, но сложный участок мозга, способный менять физическое состояние человека с помощью гормонов, то есть управлять организмом (учащать сердцебиение и дыхание, к примеру). Тогда ваши зрачки расширятся, печень будет вырабатывать больше глюкозы, а неважные в настоящую минуту функции (слюноотделение, уместное во время обеда) отойдут на второй план.

Все описанные изменения можно обосновать здравым смыслом. Они нацелены на то, чтобы вы начали борьбу или побег: уровень кислорода в организме повышается, мышцы готовы вот-вот сократиться, в теле достаточно сил (в виде глюкозы), зрачки улавливают столько света, чтобы не упустить никаких мелочей в окружающей действительности.

Эта реакция сложна и срабатывает в мгновение ока, поэтому способна спасти нас от широкого круга опасностей. К сожалению, мозг не слишком избирателен в том, что считать угрозой, достойной такого мощного отклика. Многим из нас и вовсе не суждено столкнуться с подобной опасностью. Тем не менее даже в наш относительно мирный век мозг не думает расслабляться. Вместо этого он отзывается реакцией «бей или беги» на такие мелочи, как порожденные им самим тревожные мысли или недопонимание между собеседниками.

Однако нет худа без добра, ведь на заре человечества эта реакция составляла основу выживания. Без нее не было бы нас. Чтобы распознавать угрозу в должном порядке, мозг совершает удивительное: внимательно изучает окружающую среду, немедленно обнаруживает возможную опасность и принимает решение за считаные секунды. Одно это уже кажется потрясающим. Но миндалина, судя по всему, способна и на иные чудеса. Она может распознавать угрозу и включать реакцию «бей или беги» еще до того, как вы успеете что-то сообразить.

Работа на опережение

Представьте, что вы до ужаса боитесь пауков (полагаю, большинству это дастся без особого труда). А потом – что спускаетесь в холодный и темный подвал, затянутый паутиной. Освещения там нет, вам приходится включить фонарик. Едва свет падает на пол, как вы видите перед собой огромного, размером с ладонь, паука, который стремительно ползет в вашу сторону.

Если вы боитесь пауков (и даже если не боитесь), то отреагируете немедленно. Скорее всего, вы завизжите, побежите к выходу и – если вы такой же неуклюжий, как я, – споткнетесь и растянетесь посреди лестницы. Тем временем в вашем теле будут происходить описанные выше изменения: сердцебиение и дыхание ускорятся, зрачки расширятся и т. д. Если так и случится, то можно с большой (если не со стопроцентной) уверенностью заявить, что реакция организма вызвана работой миндалины.

Если кто-нибудь попросит вас перечислить по порядку произошедшее в вашем мозге за это недолгое время, вы решите так: сначала вы осознали, что в подвале паук, а потом уже испугались. Иначе как бы вы вообще поняли, что вам положено пугаться?

Однако некоторые исследователи полагают, что миндалина способна запускать испуг еще до того, как мы распознаем источник страха¹³.

Чтобы понять, как это работает, давайте познакомимся еще с одним участком – корой головного мозга, которую часто называют просто корой мозга. Кора головного мозга находится на внешней его стороне (толщина ее не превышает 4,5 мм), поэтому ее вы наверняка видели на уроках биологии. Ткань коры мозга похожа на складки с рубцами и бороздками. Те самые «извилины» на поверхности мозга – это и есть его кора.

КАК УПРАВЛЯТЬ СТРАХОМ

Когда срабатывает реакция «бей или беги», мозг из-за происходящих в организме изменений (например, учащения пульса) решает усилить ваш страх. Логика этого нелогичного органа такова: раз сердце человека бьется часто, то угроза до сих пор поблизости, а значит, нужно бояться пуще прежнего (и неважно, что до этого он сам участил сердцебиение). Образуется замкнутый круг: реакция «бей или беги» усиливает страх, а страх приводит к реакции «бей или беги» – и так до бесконечности. Чтобы справиться со страхом, необходимо расслабиться. Попробуйте сделать несколько глубоких вдохов, помедитировать или воспользоваться иными расслабляющими техниками до или во время волнительных событий. Тогда вам удастся сохранить спокойствие.

На латыни кора головного мозга называется cortex cerebri, где cortex переводится как «кора» (например, дерева). Первые нейроанатомы выбрали такой термин, потому что изначально кора мозга считалась защитной оболочкой, окружающей наиболее значимые зоны мозга. Сегодня многие сходятся во мнении, что кора головного мозга играет определяющую роль в высшей нервной деятельности (к примеру, когда нам приходится делать выбор, запоминать сведения, судить о чем-то, планировать действия, решать задачи), которая обычно связана с человеческим мышлением. Кора мозга также выполняет множество других задач: начиная с чувственного восприятия и заканчивая управлением моторикой.

Что бы вы ни увидели, зрительная информация из ваших глаз направится в зону обработки зрительных данных, расположенную в коре мозга. Кора мозга помогает распознавать самое важное в окружающей действительности, после чего отправляет сведения в ту или иную область мозга – в зависимости от того, какая реакция сейчас необходима организму. Например, если какой-то предмет поблизости покажется коре мозга опасным, она может отправить сообщение миндалине, а та, в свою очередь, активирует упомянутые выше нервные проводящие пути и вызовет реакцию «бей или беги».

Без коры головного мозга мы не могли бы распознавать важные для нас предметы и решать, как взаимодействовать с ними. Есть мнение, что обработка сведений корой головного мозга происходит в осознанном режиме: к тому моменту, как зрительная информация достигает коры мозга и та замечает в нашем окружении достойный внимания предмет, мы уже осознаем, что этот предмет находится в нашем окружении.

Однако в описанном выше случае с пауком возможно иное развитие событий: зрительная информация отправляется в миндалину напрямую – еще до того, как к делу подключится кора головного мозга. Поскольку сведения не успевают добраться до коры[1]1
  Тут имеется в виду лобная кора, ответственная за оценку уровня угрозы и принятие решений. Зрительная кора успевает включиться в работу в любом случае. – Прим. науч. ред.


[Закрыть] головного мозга, мы их еще не осознаем. Но миндалина уже готова отозваться на внешний раздражитель. В итоге она запускает реакцию «бей или беги», причем та может сработать крайне приземленно – например, вы завизжите от страха или броситесь прочь от источника угрозы.

Конечно, даже в таких случаях кора головного мозга анализирует зрительную информацию, но с небольшим опозданием (и под «небольшим» я подразумеваю почти незаметное: миндалина активируется лишь на долю секунды раньше, чем кора мозга). Все это происходит настолько быстро, что вы даже собственного страха не осознаете – ровно до тех пор, пока не понимаете, чего испугались.

Почему миндалина обрабатывает сведения об источнике страха быстрее других участков мозга? Причина все так же в выживании, за которое современный человек, может, и не борется, но точно боролись его предки-приматы. В доисторические времена способность, к примеру, уворачиваться от броска змеи – при этом не тратя времени на размышления о том, насколько эта змея опасна, – могла спасти человека от гибели. Чем быстрее человек распознавал опасность, тем выше была вероятность, что он выживет. Поскольку люди с хорошей реакцией выживали чаще, они в первую очередь и размножались. Потомкам по наследству передавались как черты предков, так и мозг, способный за доли секунды распознавать угрозу.

«Центр страха»

Когда преобладающая роль миндалины в формировании страха, обнаружении угрозы и запуске соответствующего отклика стала очевидной, некоторые исследователи начали называть миндалину «центр страха».

Новое представление о миндалине даже распространилось за пределы научного сообщества, став частью поп-культуры. В одном из эпизодов известного сериала «Юристы Бостона», вышедшего в 2007 году, офицера полиции судят за то, что он застрелил безоружного чернокожего мужчину, приняв банку с газировкой в его руке за пистолет¹⁴. В сюжете присутствовал свидетель-эксперт, который изучил реакцию миндалины подозреваемого на изображения людей разных рас, воспользовавшись нейровизуализационной технологией – функциональной магнитнорезонансной томографией, или фМРТ, которая позволяет визуализировать деятельность мозга. В результате он заявил, что ответчика «совершенно точно» можно назвать расистом: его миндалина максимально активировалась, когда ему показывали фотографии чернокожих людей. (Естественно, это художественное допущение: в действительности с помощью нейровизуализации нельзя доказать, что человек расист. Кроме того – я надеюсь, – суд не принял бы подобные материалы в качестве доказательств.)

Еще одно упоминание миндалины в массовой культуре можно встретить в фильме «Первый Мститель: Противостояние». В одной из сцен андроид Вижен разговаривает с ведьмой Вандой, которая только недавно стала частью команды Мстителей. Мстители не доверяют новичку, и Вижен объясняет это следующим образом: «Тут дело в непроизвольной реакции мозжечковой миндалины. Тебя боятся рефлекторно»¹⁵.

Таким образом, миндалина занимает особое место среди областей мозга, поскольку она одна из немногих стала популярной даже в среде, далекой от науки. Однако представления о миндалине как об области мозга, отвечающей только за страх, а о страхе – как о чувстве, зависящем только от активности миндалины, нельзя назвать полноценными.

Не только страх

Узнав, что миндалину называют центром страха, вы можете решить, будто она отвечает только за страх, а страх, в свою очередь, зависит только от активности миндалины. У современной науки есть множество доказательств того, что миндалина способна порождать не только страх.

Помимо создания воспоминаний о пугающих событиях, она может участвовать в запоминании приятных ощущений – это было показано во время опытов, направленных на изучение системы вознаграждения, или воздействия препаратов, вызывающих зависимость. И если одни эксперименты демонстрируют, что повреждение миндалины не позволяет запоминать отрицательный опыт, то другие – что то же самое касается и положительного опыта¹⁶.

Миндалина – одна из немногих областей мозга, ставших популярными в масс-культуре. Она упоминается как в драматических сериалах, так и в супергеройском кино.

Поэтому современные нейробиологи уверены: задачи миндалины не ограничиваются обнаружением угрозы и порождением страха. Считается, что она помогает оценивать, насколько важен для нас тот или иной предмет – в положительном или отрицательном ключе. Также она руководит эмоциональным откликом на предметы, которые привлекают наше внимание, и формирует воспоминания об опыте взаимодействия с ними. Получается, миндалина определяет наше отношение к самым разным предметам окружающей действительности – а не только к тем, которые вызывают у нас страх.

Более того, чтобы испытать страх, порой миндалина не нужна. Помните С.М., которая ничего не боялась? Исследователи годами пытались пробудить в ней страх, и в 2013 г. им это наконец удалось. По правде говоря, они даже перестарались. И довели С.М. не просто до испуга, а до полноценной панической атаки¹⁷.

Они добились этого, поместив испытуемую в среду, где воздух примерно на 35 % состоял из перекиси углерода (CO2). Обычные люди в таком положении начинают задыхаться, что, естественно, вызывает у них страх и панику. Учитывая, насколько С.М. была равнодушна к другим источникам страха, исследователи предположили, что и перекись углерода ей не страшна. И просчитались.

После этого ученые провели этот же опыт над двумя другими пациентами с пораженной миндалиной. У них также случилась паническая атака. Значит, человек способен испытывать определенные формы страха даже без участия миндалины.

Со времени, когда ученые обратили внимание на состояние С.М., было зарегистрировано множество других случаев, когда люди испытывали страх даже с поврежденной миндалиной. Опубликованная в 2012 г. статья рассказывает о близнецах, чьи миндалины были поражены болезнью Урбаха – Вите¹⁸. Один из них стал таким же бесстрашным, как С.М., а другой сохранил способность бояться. Изучив мозг второго близнеца, исследователи обнаружили, что во время просмотра фотографий с испуганными лицами у него активировались другие участки мозга. Казалось, будто мозг упрямо пытается вызвать страх, только не через миндалину, а через другие зоны.

Сегодня существует много других подтверждений того, что за страх ответственны различные зоны мозга. Некоторые из областей мозга, судя по всему, способны целиком брать на себя обязанности миндалины (например, вместо нее запускать реакцию «бей или беги»). Таким образом, страх формируется не только благодаря миндалине, а миндалина отвечает не только за страх. А потому называть миндалину центром страха не совсем верно.

Новый взгляд на страх

Большинство нейробиологов уже не согласно с тем, что головной мозг состоит из отдельных «центров», каждому из которых предписано по одной задаче. Они уверены: деятельность мозга так сложна, потому что является итогом работы целых систем областей. Одна и та же зона может быть частью нескольких систем, то есть выполнять множество задач. А с одной и той же задачей способны справляться сразу несколько различных участков мозга.

До сих пор все равно считается, что миндалина играет важную роль в формировании страха. Только работает она не одна, а в сотрудничестве с другими участками головного мозга. Поэтому возникновение страха, скорее всего, зависит от этого взаимодействия, а не от активности самой миндалины. В то же время мозг способен формировать некоторые виды страха и без участия миндалины, активируя другие области, ответственные за страх. Эти «некоторые виды страха» важно обособлять: то, какая именно сеть нейронов формирует ощущение страха, зависит от его источника. Например, страх боли активирует одну систему областей мозга, а страх нападения – другую.

Такая точка зрения выводит исследование эмоций на новый уровень сложности, ведь теперь для изучения страха нейробиологам мало обращаться к одному лишь его «центру» – или даже к нескольким ответственным областям. Вместо этого им придется выявлять новую систему областей мозга на каждый новый вид страха. Но разве можно вычислить точное количество различных видов страха?

Ложная тревога

Страх – явление сложное. Так оно еще и усложняет нам жизнь. Кому приятно испытывать страх? Кроме тех случаев, когда он вам подвластен – если вы садитесь смотреть фильм ужасов и можете в любую минуту выключить его. Порой кажется, что без страха жизнь была бы намного проще.

Тем не менее это жизненно необходимое чувство. Страх – своего рода сигнал тревоги, предупреждающий о чем-то подозрительном или действительно опасном. Вспомните случаи, когда вы отказывались от какой-нибудь опасной затеи, а потом испытывали облегчение. Страх хотя бы частично, но влияет на подобные решения, которые могут изменить жизнь или даже спасти ее. Многие согласятся, что «здравое ощущение страха» нередко уберегает нас от необдуманных поступков.

ПАУКИ И ЗМЕИ – СТРАХИ, РОЖДЕННЫЕ ЭВОЛЮЦИЕЙ

Вы когда-нибудь задумывались, почему так много людей боится змей и пауков – несмотря на то, что сегодня они в большинстве своем безобидны? Ученые уверены, что этот страх заложен в нас природой[2]2
  На самом деле по данному вопросу нет единодушного мнения. Описанная здесь гипотеза выглядит логичной, однако ей противоречит существование большого количества людей, не боящихся змей и пауков. Кроме того, младенцы и маленькие дети, не имевшие негативного опыта общения со змеями или пауками, не боятся их. Так что можно ли назвать этот страх врожденным – вопрос спорный. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Змеи и пауки, от укусов которых сегодня почти никто не умирает, представляли большую угрозу для наших предков. Тот, кто чаще испытывал естественный страх перед змеями и пауками, чаще обходил их стороной и реже погибал от ядовитых укусов. Такая полезная особенность передавалась из поколения в поколение, поэтому многие современные люди испытывают этот страх без веской причины.

Итак, страх нам необходим. Но как и все, что хорошо в меру, чрезмерный страх способен навредить. А именно, принять форму фобии, то есть пагубного, сильного, необоснованного страха перед определенным предметом, или общего тревожного расстройства, при котором человек так сильно волнуется из-за каждой мелочи, что вся его жизнь сопровождается страхом. Порой мозг слишком умело создает воспоминания о пугающем опыте – настолько, что их никак не удается выбросить из головы.

Рассмотрим случай 29-летнего израильтянина (назовем его Ноам), который стал жертвой чудовищного нападения в Иерусалиме 2 июля 2008 г. Палестинский строитель захватил фронтальный погрузчик (спецмашину с огромным ковшом, которая грузит и перевозит материал) и стал таранить автомобили на дороге. Сначала он врезался в машину с матерью и младенцем внутри, обезглавив женщину. Затем он опрокинул два автобуса набок, из-за чего пассажиры оказались в ловушке. Преступника застрелили, но перед этим он успел убить 3 человек и ранить еще 30.

Ноам как раз был в одном из перевернутых автобусов. Во время происшествия он вел себя храбро и, забыв о собственной сохранности, помогал другим пассажирам. Ноам не пострадал, но на всю жизнь запомнил этот трагичный случай. Перед его глазами то и дело внезапно возникали навязчивые образы из прошлого, а по ночам снились правдоподобные кошмары. Они были подробными до последней мелочи; все будто повторялось наяву, приводя мужчину в ужас. Когда Ноама настигали такие приступы, его организм запускал мощнейшую реакцию «бей или беги», из-за чего и разум, и тело будто оказывались в самой гуще событий прошлого. Ноам плохо спал, ему было сложно сосредоточиться. Даже малейшая неожиданность могла довести его до паники¹⁹.

Перед вами классический случай посттравматического стрессового расстройства, или ПТСР. ПТСР – это расстройство психики, при котором человек, получив травму в результате какого-то события, вновь и вновь переживает его через яркие воспоминания или кошмары. Воспоминания о прошлом вызывают отрицательные ощущения и реакции, часть которых напоминает симптомы депрессии – ощущение одиночества, неспособность испытывать положительные эмоции и обвинение себя в произошедшем. Люди с этим расстройством могут страдать нарушениями сна, быть рассеянными, находиться «на грани срыва», вести себя раздраженно или враждебно. ПТСР чревато разрушительными последствиями и в половине случаев приводит к инвалидности.

Исследователи до сих пор не могут сказать, что именно вызывает ПТСР, но большинство версий в той или иной мере связано с миндалиной головного мозга. Конечно, такие суждения отчасти предвзяты. Ученым известно, что миндалина и страх связаны между собой. Поэтому, исследуя расстройства психики, возникающие на почве страха, они чаще всего обращаются к изучению миндалины.

Взглянув на головной мозг пациента с ПТСР при помощи нейровизуализации, можно увидеть следующее: когда пациент сталкивается с чем-то, напоминающим ему о травме (фотографией с места события или описанием произошедшего), его миндалина активируется²⁰. Миндалина у таких пациентов становится слишком чувствительной ко всему, что связано со страхом – например, к фотографиям с испуганными людьми, на которые никак не реагировала С.М.²¹.

Возможно, ПТСР настолько навязчиво, потому что миндалина пациента излишне активна и расценивает воспоминания о прошлом как реальную угрозу. Но участвует в этом процессе не только она. Существует еще один участок мозга, известный как префронтальная кора. Считается, что он в какой-то мере управляет миндалиной мозга. Префронтальная кора – это отдел коры мозга, который находится в передней его части. Есть мнение, что он выполняет некоторые задачи, связанные с высшей нервной деятельностью. Я уже упоминал их – оценка чего-либо, решение задач и т. д. Проводящие пути, которые связывают префронтальную кору с миндалиной, позволяют последней распознавать и безобидные предметы окружающей действительности. Скорее всего, благодаря этой связи префронтальная кора «успокаивает» миндалину в минуты затишья. Но у пациентов с ПТСР этот механизм нарушен.

Полагают, что ПТСР формируется в тех случаях, когда травмирующий опыт сопровождается сбоем в его запоминании. Воспоминания о произошедшем оказываются настолько точными, что человек раз за разом переживает все будто наяву, воспроизводя прошлое в мельчайших подробностях. Формирование воспоминаний на патологически высоком уровне часто связывают с активностью такого нейромедиатора, как норадреналин.

Нейромедиаторы – это химические вещества, при помощи которых нервные клетки общаются друг с другом. Существует более сотни различных нейромедиаторов, но лишь немногие изучены подробно. Норадреналин, также известный как норэпинефрин, – одно из наиболее изученных химических веществ головного мозга. Его задача – вызывать в организме те изменения, которые сопровождают реакцию «бей или беги». Также норадреналин

ускоряет работу миндалины головного мозга, благодаря чему у человека формируются яркие воспоминания, связанные с эмоциональными переживаниями. Когда в жизни человека происходит травмирующее событие, мозг вырабатывает больше норадреналина, из-за чего миндалина активизируется сильнее обычного. В итоге воспоминания об этом событии прочно закрепляются в мозге. Получается, ПТСР – результат слишком упорной работы тех участков мозга, которые полезны при умеренной активности. Чтобы выжить, человеку важно помнить подробности травмирующих событий: охотники-собиратели пользовались этим, чтобы сторониться хищных животных, не употреблять ядовитую пищу и избегать опасных мест. Однако человек с ПТСР помнит об опасности даже тогда, когда ему это не нужно.

При посттравматическом синдроме травмирующий опыт бесконечное число раз переживается как в первый.

И это не единственный пример того, как головной мозг сначала придумывает способ спасти человека от гибели, а затем использует этот способ везде и всюду, портя человеку жизнь. Можно утверждать, что злоупотребление полезными при разумном подходе привычками приводит к психическим расстройствам. Вот только мозг, почти как ребенок, склонен до последнего держаться за поведение, которое спасало его хозяина в прошлом, и не в силах понять, что оно уже устарело. Мозг уверен: то, что сработало однажды, будет работать и впредь. Потому он не осознает, что ради мимолетной сохранности жертвует психическим (а порой и физическим) здоровьем человека в долгосрочной перспективе.