Как формируется внутренняя мотивация


Карл Дейссерот, доктор медицинских наук, профессор биоинженерии, психиатрии и поведенческих наук в Стэнфордском Университете, а также докторант Мелисса Уорден, доктор философии, обнаружили нейроны, которые принимают мгновенные решения действовать, и передают сигнал от главного мозга к мозговому стволу. При этом они раскрыли причины серьезных расстройств головного мозга, таких как депрессия.

В организмах, столь же сложных, как люди, нейронные механизмы, вопросы вроде: «Мои усилия стоят результата?», — могут потерпеть неудачу, что неуклонно приведет к изнурительным психическим заболеваниям. Например, основное депрессивное расстройство, которое затрагивает почти 20 процентов людей в какой-то момент жизни, связано с неполноценностью в тех областях и частях мозга, которые становятся вовлеченными в личную мотивацию. Но исследователи изо всех сил пытались отыскать точные причины и следствия проблемы.

«Это сложно, потому что у нас нет основного понимания схемы, которая контролирует выбор такого поведенческого шаблона», — рассказал Дейссерот. «Мы не понимаем, что делает мозг неправильно, когда эти поведения становятся дисфункциональными, или то, что мозг должен совершать, во время правильной работы. Это тайная область, с которой мы столкнулись».

Клиницисты ссылаются на это замедление мотивации у депрессивных пациентов, называя ее «психомоторная замедление». По словам Дейссерота, который также является практикующим психиатром, пациенты могут испытывать этот психический симптом, они могут чувствовать физическую тяжесть, так как их конечности просто не хотят двигаться.

«Это один из самых изнурительных аспектов депрессии, и мотивация к действию — это то, что мы можем смоделировать у животных. Это захватывающая возможность для нас, как исследователей», — сказал Дейссерот (вместе с профессором Чэнь).

Легкое принуждение

Психиатры, включая Дейссерота, полагают, что желание действовать может проистекать из префронтальной коры — главной области мозга, которая помогает планировать и координировать действия. Затем импульс проникает через мозг в виде серии электрических сигналов, переходя от нейрона к нейрону по бесчисленным ветвящимся путям, пока не достигнет нервов, которые непосредственно реализуют движение. Однако до настоящего исследования было не ясно, какой из этих путей может повлиять на готовность к решению проблем или на планирование собственных действий, которые могут оказаться целесообразными в трудной ситуации…

Чтобы изолировать нейронные пути, связанные с депрессией, команда Дейссерота стимулировала определенные клетки мозга у грызунов и наблюдать за изменения в их поведении. Они использовали оптогенетику, — метод Дейссерота, разработанный в Стэнфорде в 2005 году, который произвел большой толчок в области биоинженерии и нейронауки.

Зеленые водоросли вырабатывают белок, называемый канародопсином, который делает их чувствительными к солнечному свету. Заимствуя и сконструировав ген данного белка, Дейссерот смог создать нейроны, которые реагируют на свет, доставленный из волоконно-оптических кабелей. Теперь доктор может «включать» и «выключать» нейроны, посылая вспышки света, чтобы активировать различные области мозга, чтобы заняться наблюдениями за поведением мышей.

Работа в обратном направлении

Удивительно, но исследователи обнаружили, что простое стимулирование префронтальной коры грызунов не побудило их попытаться усложнять лабораторную задачу для группы. Оказывается, мотивация не так проста, как стимулирование областей мозга. Вместо одного активирующего мотивацию переключателя, расположенного в префронтальной коре, существует еще несколько переключателей, работающих сообща. Некоторые нейроны являются возбудителями мотивированной активности, но другие подавляют ее. Широкое стимулирование исполнительной части мозга, не приведет к простому воздействию на изменение поведения у мышей.

«Это еще одни шаг, но более точный», — сказал Дейссерот, — «оптогенетика очень хорошо подходит для решения».

Оптогенетический метод, названный проекционным нацеливанием, позволил ученым отступить от воздействия на мозговой ствол и найти более точный путь продвижения нейронов в префронтальной коре, являющийся импульсной мотивацией.

Исследователи впервые показали светочувствительный белок, содержащийся в клетках префронтальной коры. Светочувствительность затем распространялась, словно ветвь дерева, через все исходящие соединения, чтобы в конце концов пробиться к мозговому стволу, активируя эти области при помощи света.

Затем, освещающие коснулось чувствительные к свету области мозгового ствола, которые, как полагает группа, контролируют мотивационное движение, Дейссерот и Уорден наблюдали за поведенческими эффектами подгруппы нейронов в префронтальной коре, которая соединялась с мозговым стволом и была активирована. Они увидели не только, клетки, возможно, вовлеченные в мотивацию, но и то, как активизация мотивации переходит из одной области мозга в другую.

Мотивационные карты

Исследователи подозревали, что одна часть мозга, в частности, — дорсальное ядро шва, может иметь решающее значение на изменение поведения, при помощи контроля внешних усилий. Этот кластер клеток является производственным центром для серотонина — химического вещества, которое изменяет активацию других клеток. Серотонин связан с изменением настроения, — многие антидепрессанты, например, могут оказывать эффект, увеличивая концентрацию серотонина в головном мозге.

Когда был стимулирован путь между префронтальной корой и дорсальным ядром шва, грызуны, столкнувшиеся с проблемами в лаборатории, показали немедленный и резкий рост мотивации.

Любопытно, однако, что когда грызуны отдыхали в своей домашней обстановке, такая же стимуляция не имела никакого эффекта. Мотивационный путь не был связан только с каким-либо действием или с возможностями для выполнения, эта система помогла «приложить усилия, которые организм хотел выполнить, чтобы получить желаемое», — рассказал Дейссерот.

Исследователи также смогли произвести противоположный эффект — уменьшить прилагаемые усилия в ответ на раздражитель — путем стимуляции префронтальных нейронов, которые проецируются на латеральную оболочку, регион, расположенный в вершине мозга, который, как считается, играет важную роль в депрессивном состоянии. Когда этот регион получал сигналы, поступающие оптически из префронтальной коры, грызуны предпринимали меньше усилий.

Понимание работы мотивация

Эти сведения являются частью более крупной загадки, которую Дейссерот и его команда разгадывают вместе, используя оптико-генетическую систему для моделирования человеческого поведения на примере животных. Работа уже помогла клиницистам и исследователям лучше понять, что происходит в мозге пациента.

Сочетание депрессивных симптомов при знании мозговых путей, может быть полезным при разработке лекарств, но, по словам Дейссерота, наиболее важной частью этого исследования является понимание работы мотивации при депрессии, и также у здоровых людей.

Он заметил, что это понимание станет полезным для тех, кто занимается психическими заболеваниями, и ищет объяснения глубоко личных, тревожных симптомов.

Комментариев нет

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *