Повышенное возбуждение перепрограммировало один из центров принятия решения в мозгу, изменив функцию некоторых нейронов, задействованных в этом процессе.
Возбужденное состояние нашего тела — когда сердцебиение учащается, артериальное давление повышается, а ритм дыхания сбивается — влияет на когнитивные процессы и принятие решений. Ученые из Школы медицины Икана Медицинского центра Маунт-Синай (США) проанализировали данные предыдущего исследования нечеловеческих приматов, чтобы понять, как эти процессы взаимодействуют во фронтальной коре на уровне отдельных нейронов. Результаты работы опубликованы в журнале PNAS.
В течение многих лет взаимосвязь между возбуждением и способностью делать выбор описывали как «U-образную кривую». По сути, небольшое возбуждение — например, после чашки кофе — способно повысить производительность. Однако слишком сильное или слабое проявление такого состояния повышает вероятность того, что мозг будет медленно или неправильно принимать решения.
Первоначальные результаты новой работы подтвердили эти доводы. Исследователи проанализировали данные предыдущей серии экспериментов, в которых проверяли способность макак-резусов выбирать между двумя наградами: большим объемом вкусного сока или малым. Как и ожидали ученые, обезьяны предпочитали первый вариант и в среднем принимали решение оперативнее, когда их сердце билось быстрее. Следовательно, возбужденное состояние способствовало более высокой производительности.
Потом авторы эксперимента изучили электрическую активность нейронов в двух центрах принятия решений головного мозга — орбитофронтальной коре и дорсальной передней поясной. Оказалось, активность примерно шестой части нейронов в любой области коррелировало с колебаниями частоты сердечных сокращений животного. То есть, когда показатель менялся, активность нервных клеток тоже ускорялась или замедлялась.
«Сканирование мозга показало, что телесное возбуждение изменяет активность центров принятия решений. Наши результаты подтверждают эту идею на клеточном уровне и предполагают, что единственная задача некоторых нейронов — отслеживать внутренние или интероцептивные состояния организма, — пишут авторы работы. — Следующий вопрос, который возник: что может произойти во время состояния повышенного возбуждения, наблюдаемого у пациентов, страдающих тревогой, зависимостью и психическими расстройствами?»
Для ответа на него ученые рассмотрели данные, полученные после отключения хирургическим путем мозжечковой миндалины макак — центра, находящегося в белом веществе височной доли полушария под скорлупой и ответственного за формирование эмоций, в частности страха. В результате у животных повысилась частота сердечных сокращений до 15 ударов в минуту. И тогда, пребывая в таком состоянии возбуждения, чем быстрее билось сердце, тем медленнее подопытные выбирали награду: следовательно, состояние возбуждения фактически мешало.
Изучив нейронную активность, исследователи увидели, что повышенное возбуждение изменило роли, которые нервные клетки играли при принятии решений. В обоих мозговых центрах обнаружили свидетельства сокращения количества нейронов, участвующих в процессе выбора, хотя в передней поясной коре нейронов, которые отслеживают внутренние состояния, стало, наоборот, чуть больше. В итоге изменился «баланс информации»: судя по всему, возбуждение захватило цепочки принятия решения в мозгу и негативно сказалось на результате.
Автор: Мария Азарова