Цепочка мозга, которая контролирует решения, которые вызывают высокую тревогу
Дата:
28 мая 2015
Источник:
Массачусетский технологический институт
Резюме:
Некоторые решения вызывают гораздо больше беспокойства, чем другие. Среди наиболее вызывающих тревогу - те, которые связаны с вариантами как с положительными, так и с отрицательными элементами, например, выбирая высокооплачиваемую работу в городе, вдали от семьи и друзей, вместо того, чтобы оставаться на месте с меньшей оплатой.
Некоторые решения вызывают гораздо больше беспокойства, чем другие. Среди наиболее вызывающих тревогу - те, которые связаны с вариантами как с положительными, так и с отрицательными элементами, например, выбирая высокооплачиваемую работу в городе, вдали от семьи и друзей, вместо того, чтобы оставаться на месте с меньшей оплатой.
Исследователи Массачусетского технологического института уже определили нейронную цепь, которая, по-видимому, лежит в основе принятия решений в такой ситуации, которая известна как конфликт избегания подхода. Полученные результаты могут помочь исследователям найти новые способы лечения психических расстройств, которые характеризуются нарушением процесса принятия решений, таких как депрессия, шизофрения и пограничное расстройство личности.
«Чтобы разработать лечение для этих типов расстройств, нам нужно понять, как работает процесс принятия решений», - говорит Александр Фридман, научный сотрудник Института исследований мозга Макговерна Массачусетского технологического института и ведущий автор статьи, описывающей выводы в номере журнала от 28 мая Ячейка.
Фридман и его коллеги также продемонстрировали первый шаг к разработке возможных методов лечения этих расстройств: манипулируя этой схемой у грызунов, они смогли трансформировать предпочтение в пользу выбора с более низким риском и низким уровнем вознаграждения в предпочтение более крупных выплат, несмотря на их более высокие затраты.
Старшим автором статьи является Энн Грейбил, профессор института Массачусетского технологического института и член института Макговерна. Другими авторами являются постдок Дайго Хомма, ученые-исследователи Лейф Гибб и Кен-ичи Амемори, студенты Сэмюэл Рубин и Адам Худ и технический ассистент Майкл Риад.
Делать трудные выборы
Новое исследование выросло из попытки выяснить роль стриосом - скоплений клеток, распределенных через полосатое тело, большую область мозга, участвующую в координации движений и эмоций и причастную к некоторым заболеваниям человека. Грейбил открыл стриосомы много лет назад, но их функция оставалась загадкой, отчасти из-за того, что они настолько маленькие и глубокие в мозге, что их трудно отобразить с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ).
Предыдущие исследования лаборатории Грэйбила выявили области префронтальной коры головного мозга, которые выступают в стриосомы. Эти области участвовали в обработке эмоций, поэтому исследователи подозревали, что эта цепь также может быть связана с эмоциями.
Чтобы проверить эту идею, исследователи изучали мышей, выполняющих пять различных типов поведенческих задач, включая сценарий избегания приближения. В этой ситуации крысы, бегущие по лабиринту, должны были выбирать между одним вариантом, включающим крепкий шоколад, который им нравится, и яркий свет, который им не нравится, и вариант с более тусклым светом, но более слабым шоколадом.
Когда люди вынуждены принимать решения такого рода с точки зрения затрат и выгод, они обычно испытывают беспокойство, которое влияет на их выбор. «Этот тип задач потенциально очень актуален при тревожных расстройствах», - говорит Гибб. «Если бы мы могли узнать больше об этой схеме, возможно, мы смогли бы помочь людям с этими расстройствами».
Исследователи также проверили крыс в четырех других сценариях, в которых выбор был более легким и менее чреватым беспокойством.
«Сравнивая производительность этих пяти задач, мы могли бы сравнить принятие решений с точки зрения затрат и других типов решений, что позволило нам прийти к выводу, что принятие решений с точки зрения затрат и выгод уникально», - говорит Фридман.
Используя оптогенетику, которая позволила им включать или выключать кортикальный ввод в стриосомы, освещая корковые клетки, исследователи обнаружили, что цепь, соединяющая кору со стриосомами, играет причинно-следственную роль в принятии решений в задаче избегания подхода, но ни один вообще в других типах принятия решений.
Когда исследователи прекратили ввод стриосом из коры головного мозга, они обнаружили, что крысы начали выбирать вариант с высоким риском и высокой прибылью на целых процентах 20 чаще, чем они ранее выбирали его. Если исследователи стимулировали ввод стриосом, крысы стали реже выбирать дорогостоящий и высокооплачиваемый вариант.
Пол Глимчер, профессор физиологии и нейробиологии Нью-Йоркского университета, описывает это исследование как «шедевр» и говорит, что его особенно впечатлило использование новой технологии, оптогенетики, для решения давней загадки. Он добавляет, что исследование также открывает возможность изучения функции стриосом в других типах принятия решений.
«Это раскрывает 20-летнюю загадку, которую написал [Грейбил] - что делают стриосомы?» - говорит Глимчер, не входивший в исследовательскую группу. «Через 10 лет у нас будет гораздо более полная картина, краеугольным камнем которой является эта статья. Она продемонстрировала, что мы можем ответить на этот вопрос, и ответила на него в одной области. Многие лаборатории сейчас займутся этой проблемой и решат ее в других областях ».
Эмоциональный привратник
Полученные данные свидетельствуют о том, что стриатум, и в частности стриосомы, могут действовать как привратник, который поглощает сенсорную и эмоциональную информацию, поступающую из коры, и интегрирует ее для принятия решения о том, как реагировать, говорят исследователи.
Эта схема привратника также включает часть среднего мозга, называемую черной субстанцией, в которой есть дофаминсодержащие клетки, которые играют важную роль в мотивации и движении. Исследователи считают, что при активации стриосомами эти клетки черной субстанции оказывают долгосрочное влияние на отношение животных или людей к принятию решений.
«Мы очень хотели бы найти способ использовать эти результаты для облегчения тревожного расстройства и других расстройств, при которых страдают настроение и эмоции», - говорит Грейбил. «Такая работа имеет для нее настоящий приоритет».
В дополнение к поиску возможных способов лечения тревожных расстройств, исследователи теперь пытаются лучше понять роль дофаминсодержащих клеток черной субстанции в этой цепи, которая играет критическую роль в болезни Паркинсона, а также может быть вовлечена в связанные с ней расстройства.
Исследование финансировалось Национальным институтом психического здоровья, Фондом CHDI, Агентством перспективных исследовательских проектов в области обороны, Исследовательским отделом армии США, Фондом Бахманна-Штрауса по дистонии и Паркинсона и Фондом Уильяма Н. и Бернис Э. Бампус.
Источник Истории:
Приведенная выше история основана на материалы предоставляемые Массачусетский технологический институт, Оригинальная статья была написана Энн Трафтон. Примечание. Материалы могут быть отредактированы для содержимого и длины.
Справочник журнала:
- Александр Фридман, Дайго Хомма, Лейф Г. Гибб, Кен-Ичи Амемори, Сэмюэл Дж. Рубин, Адам С. Худ, Майкл Х. Риад, Энн М. Грейбиль. Кортикостриальный путь, нацеленный на стриосомы, контролирует принятие решений в условиях конфликта. Ячейка2015 DOI: 10.1016 / j.cell.2015.04.049
Процесс принятия решений: Optogenetics раскрывают сеть мозга, вовлеченную в эмоциональный выбор
Май 28, 2015 12: 13 PM Сьюзен Скутти
Во время конфликтов избегания подхода наш мозг получает доступ к специализированной сети, включающей стриосомы, чтобы помочь нам принимать сложные и эмоциональные решения. Фото предоставлено Shutterstock.
Вам нужно больше денег, поэтому вы хотите высокооплачиваемую работу, но вы знаете, что это будет означать большую тяжелую работу и, вероятно, поздние ночи и выходные. Всякий раз, когда цель желательна и неприятна, мы испытываем психологический конфликт, известный как Подход-избегание, Во время этих конфликтов наш мозг получает доступ к специализированной сети, которая помогает нам принимать сложные и эмоциональные решения, скажем MIT неврологи, Эта нервная цепь начинается и заканчивается стриосомами.
Что такое стриосомы? Эти кластеры клеток распределяются через стриатум - большую область мозга под корой головного мозга, которая участвует в координации наших движений в соответствии с нашими мотивами. Тем не менее, стриосомы настолько малы и лежат так глубоко внутри мозга, что исследователям трудно представить их с помощью МРТ. По этой причине они остаются неоткрытой территорией мозга.
Предыдущие исследования, проведенные в лаборатории доктора Энн Грейбиль, профессора Массачусетского технологического института и члена Института исследований мозга Макговерна, выявили участки префронтальной коры головного мозга, которые выступают на стриосомы. Поскольку эти области помогали обрабатывать эмоции, исследователи подозревали, что весь мозговой контур может быть каким-то образом связан с эмоциями. Важно отметить, что у обезьян решения, принятые во время конфликтов избегания подхода, избирательно активируют подмножество нейронов в медиальной префронтальной области, которая, по-видимому, соответствует зоне человека, нацеленной на стриосомы.
Желая лучше понять эту схему и ее функцию, команда MIT разработала серию экспериментов.
Открывая мозг
Исследователи изучали крыс, поскольку они выполняли пять различных типов поведенческих задач. В четырех ситуациях выбор грызунов был относительно простым, но в одном случае исследователи построили более сложный сценарий избегания подхода. Во время этой задачи по бегу по лабиринту крысы должны были укажите между двумя вариантами: один с крепким шоколадом (который им нравится) и ярким светом (который им не нравится) и другой вариант с более тусклым светом, но более слабым шоколадом.
Если бы мы, люди, столкнулись с подобным Подход-избегание выбора, мы, скорее всего, испытаем беспокойство, которое повлияет на наш «анализ затрат и выгод» и в конечном итоге повлияет на наше решение.
Наблюдая за реакцией крыс, исследователи добавили еще одно измерение к этим пяти показательным задачам. Во время некоторых пробежек по лабиринту ученые включали и выключали кортикальный ввод в стриосомы крыс, освещая непосредственно клетки коры - метод нейромодуляции, известный как оптогенетика.
Освещая крыс процессы принятия решенийисследователи обнаружили, что схема, соединяющая кору со стриосомами, играла роль во время задачи избегания сближения, но в четырех других задачах стриосомы не влияли на процесс принятия решений вообще.
Эти данные показывают, что стриатум (и в частности стриосомы) может действовать как психический привратник, говорят исследователи. Стриосомы поглощают сенсорную и эмоциональную информацию, поступающую из коры головного мозга, а затем интегрируют ее для принятия решения.
Эта же схема, по-видимому, включает черную субстанцию, область среднего мозга, которая содержит дофаминсодержащие клетки. Исследователи полагают, что при активации стриосомами эти черные субстанции оказывают длительное воздействие на отношение к принятию решений.
В конечном итоге, это исследование предлагает новые возможности для облегченияnxiety и другие настроения или эмоциональные расстройства. Благодаря лучшему пониманию роли допамин-содержащих клеток черной субстанции, банда из MIT считает, что они также могут научиться ослаблять симптомы Болезнь Паркинсона и связанные расстройства.
Источник: Фридман А., Хомма Д., Гибб Л.Г. и др. Кортикостриатальный путь, нацеленный на стриосомы, контролирует принятие решений в условиях конфликта. Ячейка. 2015.