Ученые-нейрофизиологи выявили механизм, подавляющий инициацию действий в ситуациях стресса. Прекращение функционирования этой нейронной цепи позволило обезьянам сохранять мотивацию к выполнению задач, несмотря на неблагоприятные обстоятельства.
Практически каждый испытывал нежелание приступить к решению сложной задачи, например, совершить неловный телефонный разговор или составить неинтересный отчет. При этом человек осознает важность выполнения, но не в состоянии начать действовать. В медицинской практике это явление имеет определенное название аволицией. Зачастую оно сопутствует депрессии, шизофрении и болезни Паркинсона. Люди, страдающие от этих заболеваний, понимают свои желания, однако их мозг, кажется, не способен реализовать их».
Ранее научные исследования не проводили чёткого разделения между этапами оценки задачи и началом её выполнения. Изначально полагалось, что мозг анализирует баланс между усилиями и ожидаемым результатом: если затраченные ресурсы кажутся слишком велики, снижается мотивация. Однако конкретные нейробиологические процессы, отвечающие за трансформацию оценки в отказ от действия (ингибирование инициации), оставались не до конца понятными. Исследователи выдвигали гипотезу о наличии специфического препятствия, которое блокирует начало активности, особенно в ситуациях, вызывающих дискомфорт или страх.
Ученые из Киотского университета провели исследование данного процесса, используя макак в качестве объектов изучения. О результатах этой научной работы опубликовали в журнале Current Biology.
В ходе эксперимента биологи использовали современный метод хемогенетики. Данная технология позволяет вносить в клетки искусственные рецепторы, реагирующие исключительно на конкретное синтетическое вещество. Благодаря этому стало возможным кратковременно и избирательно нарушать взаимодействие между отдельными областями мозга.
Исследователи обратили внимание на нервные связи, объединяющие вентральный стриатум и вентральный паллидум – отдельные участки базальных ганглиев. Для проведения эксперимента ученые активировали ингибирующие рецепторы в нейронах стриатума, после чего вводили препарат, блокирующий их действие, непосредственно в паллидум. Этот подход давал возможность прерывать не всю область, а конкретный нейронный маршрут, по которому информация передается между структурами.
Чтобы подтвердить выдвинутую гипотезу, макакам предложили решить задачи двух разных типов. В рамках первого сценария за выполнение действия полагалась порция воды. Во втором случае к вознаграждению добавлялся нежелательный фактор — направленный поток воздуха. Обезьянам демонстрировалась визуальная подсказка, и они могли самостоятельно принимать решение о начале выполнения задания или его отклонении. В стандартных условиях, предвидя неприятный обдув, приматы нередко испытывали нерешительность или отказывались от выполнения действия, даже если возможность получения награды оставалась доступной.
Вследствие хемогенетической блокады нейронного пути, связывающего стриатум и паллидум, наблюдались изменения в поведении животных. В условиях, когда присутствовал аверсивный стимул (поток воздуха), число отказов значительно уменьшилось, а скорость выполнения задания увеличилась. Макаки успешно справлялись с трудностями и начинали решать задачу. При этом, согласно анализу выбора, оценка вознаграждения и неприятности, вызванной наказанием, не изменилась: животные по-прежнему реагировали на воздушный поток, однако прекратили задерживать начало действия. В условиях отсутствия стрессового фактора поведение приматов не претерпело изменений.
Электрофизиологические исследования нейронной активности позволили выявить принцип действия данного «тормоза». Нейроны вентрального стриатума активировались в ответ на сигналы, предвещающие неблагоприятные события, и подавляли активность паллидума, тем самым препятствуя запуску двигательных действий. Прерывание этого сигнала искусственным путем снимало установленное ограничение.
Согласно результатам исследований, установлено, что связь между вентральным стриатумом и паллидумом функционирует как своего рода «мотивационный тормоз», сдерживающий целенаправленные действия в условиях стресса. Это даёт надежду на разработку методов лечения аволиции, которая часто встречается при психических заболеваниях. В своей работе авторы отмечают, что данный механизм имеет важное биологическое значение: его полная неисправность может повлечь за собой нежелательные последствия, такие как истощение организма или рискованное поведение, вызванное отсутствием способности вовремя прекратить действие.