Павлов применял свое открытие в изучении не только положительного подкрепления – предвкушения чего-то приятного, – но и отрицательного – последствий страха. В последнем случае он связывал нейтральный стимул (звон колокольчика) с электрошоком. Как и следовало ожидать, собаки сильно пугались, когда их лапы били током. Мы не можем знать наверняка, что чувствует собака, ибо не умеем ее об этом спрашивать, но мы можем фиксировать ее поведение, то есть проявления страха.
Нейробиолог Джозеф Леду из Нью-Йоркского университета приспособил стратегию Павлова для крыс и мышей105. Он помещал животное в маленькую камеру и подавал звуковой сигнал. Животное не обращало на этот звук внимания. Затем вместо звука Леду использовал ток. В ответ на электрические удары животное вздрагивало и подпрыгивало. Наконец, прямо перед электрошоком Леду начал подавать звуковой сигнал. Вскоре животное связало звук с электрошоком, то есть научилось понимать, что звук предваряет удар током. Услышав этот звук снова – будь то на следующий день, через две недели или через год, – животное демонстрировало классическую реакцию страха: на фоне резкого увеличения давления и частоты сердечных сокращений оно замирало.
Реакция страха появляется из-за ассоциации звука с электрошоком. Как мы уже знаем, вся сенсорная информация, связанная с эмоциями, поступает в мозг через миндалевидное тело. Так, звук сначала попадает в слуховой центр таламуса, а оттуда следует напрямую в миндалевидное тело и окольным путем – в слуховую кору (рис. 8.5). Иными словами, звук достигает миндалевидного тела и запускает реакцию страха еще до того, как попадает в слуховую кору. Прямой путь к миндалине преодолевается быстро, но по нему передается не слишком точная информация. Именно поэтому звук автомобильного выхлопа пугает нас, пока мы не разберемся, в чем дело.
Рис. 8.5. Схема нейронной сети обусловленной реакции страха (начинается с условного стимула, УС).
Как же происходит обучение миндалевидного тела? Ученые выяснили, что для создания, сохранения и укрепления ассоциативной связи со страхом звук и электрошок должны запускать механизм классического обусловливания. Классическое обусловливание формируется, когда звук и электрошок регистрируются последовательно (удар током следует сразу за звуком) одними и теми же клетками бокового ядра, первого амигдалярного реле. Когда это происходит, звук, изначально индифферентный для этих клеток, эффективно активирует их и заставляет передавать информацию в центральное ядро миндалины. Центральное ядро активирует двигательные клетки и тем самым запускает действие – вздрагивание и подпрыгивание – в ответ на звук.
Поскольку в реакции страха задействованы две области миндалевидного тела, ученые пришли к выводу, что патологический страх может развиваться у людей двумя способами. У одних боковое ядро становится чрезмерно чувствительным к миру и запускает реакцию страха в ответ на вещи, которые другие даже не замечают: на проходящих мимо людей, на звук пролетающей птицы и так далее. У других центральное ядро обретает излишнюю реактивность и запускает несоразмерные угрозе эмоциональные реакции.
Исследования анатомии страха – то есть деталей реагирования грызунов на электрошок – помогли нам углубить представления о том, как на страх реагируют люди. Когда работа сетей страха в нашем мозге разлаживается, у нас развиваются всевозможные тревожные расстройства. Нейровизуализации подтвердили, что у людей, страдающих от тревожности, посттравматического стресса и других связанных со страхом расстройств, наблюдается гиперактивность миндалевидного тела.
Человеческие тревожные расстройства
Мы все время от времени тревожимся, особенно если нам угрожает опасность. Однако если мы постоянно испытываем сильное беспокойство и чувство вины без видимой причины, то мы страдаем генерализованным тревожным расстройством. Такие расстройства часто сопровождают депрессию. К тревожным расстройствам, связанным со страхом, относят панические атаки, фобии (например, боязнь высоты, животных или публичных выступлений) и посттравматическое стрессовое расстройство. Долгое время эти тревожные расстройства считали разными синдромами, однако сегодня из-за многочисленных сходств ученые рассматривают их как кластер родственных патологий.
Около трети американцев хотя бы раз в жизни испытывают симптомы тревожного расстройства, что делает эти состояния самыми распространенными психическими недугами. Более того, тревожные расстройства поражают не только взрослых, но и детей.
Пожалуй, самая известная патология, связанная со страхом, – это посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР). Его вызывают пережитые или увиденные события, представляющие угрозу для жизни: например, физическое или психологическое насилие, война, теракт, внезапная смерть или стихийное бедствие. В общей сложности около 8 % американцев, то есть по меньшей мере 25 миллионов человек, сталкивается с ПТСР на определенном этапе жизни. Известно, что ПТСР страдают более 40 тысяч американских ветеранов войн, и еще тысячи случаев, по-видимому, остаются неучтенными (рис. 8.6).
Рис. 8.6. Морской пехотинец возвращается после двухдневной битвы у побережья Маршалловых островов в феврале 1944 года. С посттравматическим стрессовым расстройством солдаты сталкивались на протяжении всей истории человечества.
Травмирующий фактор воздействует на миндалевидное тело, которое генерирует наш ответ на страх, и дорсальную префронтальную кору, помогающую регулировать этот ответ, но особенно вредоносна травма для гиппокампа. Как мы знаем, гиппокамп играет ключевую роль в хранении воспоминаний о людях, местах и объектах, а также участвует в воспроизведении воспоминаний в ответ на внешние стимулы. С повреждением гиппокампа у страдающих ПТСР связаны основные симптомы: флешбэки, то есть спонтанные повторные переживания травмирующего события; избегание сенсорного опыта, ассоциирующегося с травмой; эмоциональное оцепенение, отстраненность от окружающих, раздражительность, беспокойство, агрессивность и вероятные проблемы со сном. Расстройство часто сопровождается депрессией, злоупотреблением психоактивными веществами и может приводить к самоубийству.
Как мы видели, развитие большинства психических расстройств предполагает взаимодействие генетической предрасположенности с провоцирующими факторами внешней среды. Посттравматическое стрессовое расстройство демонстрирует прекрасный пример этого взаимодействия. ПТСР развивается не у каждого, кто пережил травму. Если одно и то же травмирующее событие пережили 100 человек, расстройство разовьется примерно у 4 мужчин и 10 женщин. (Ученые пока не знают, почему мужчины, переживающие стресс, подвержены ПТСР гораздо меньше.) Исследования однояйцевых близнецов показывают, что если у одного близнеца в ответ на травму развивается ПТСР, то у второго после травмы оно тоже разовьется. Такие результаты говорят о том, что к расстройству предрасполагает один или несколько генов. А еще они могут объяснить, почему ПТСР так часто сопровождает другие психические расстройства: возможно, некоторые предрасполагающие гены у них общие.
Еще одна первичная причина ПТСР – детская травма. Если человек пережил травму в детстве, во взрослом возрасте у него с гораздо большей вероятностью может развиться ПТСР, поскольку травма действует на развивающийся мозг иначе, чем на уже сформированный. В частности, ранняя травма может приводить к эпигенетическим изменениям – молекулярным изменениям, которые происходят под действием среды и влияют на экспрессию гена, не затрагивая его нуклеотидной последовательности. Некоторые эпигенетические изменения происходят в детстве и остаются во взрослом возрасте. Известно, что одно из них затрагивает ген[82], регулирующий нашу реакцию на стресс, и повышает риск развития ПТСР в ответ на травмирующее воздействие во взрослом возрасте.
Лечение тревожных расстройств
В настоящее время применяют два подхода к лечению тревожных расстройств: лекарственную терапию и психотерапию. Оба они снижают активность миндалевидного тела, но делают это по-разному.
Как мы узнали из главы 3, депрессию обычно лечат препаратами, которые повышают концентрацию серотонина в мозге. Те же антидепрессанты эффективны и в лечении 50–70 % людей с генерализованными тревожными расстройствами, поскольку подавляют беспокойство и чувство вины, то есть борются с теми же симптомами, что характерны и для депрессии. Однако лекарства далеко не столь эффективны в отношении специфических расстройств, связанных со страхом[83]. С ними гораздо эффективнее борется психотерапия. Так, с ПТСР помогает справляться когнитивно-поведенческая психотерапия, включая методы длительного погружения в травмирующую ситуацию и погружения в виртуальную реальность.
Недавно Эдна Фоа и другие ученые показали, что длительное погружение особенно хорошо работает при лечении людей с расстройствами, связанными со страхом106. По сути, эта форма психотерапии учит мозг не бояться, устраняя из миндалевидного тела приобретенные пугающие ассоциации. Например, если бы мы решили искоренить страх у мышей из эксперимента Леду, мы бы снова и снова издавали знакомый мышам звук, но больше не били бы их током. В конце концов синаптические связи, лежащие в основе пугающей ассоциации, ослабели бы и исчезли вовсе, а мыши перестали бы вздрагивать и съеживаться в ответ на звук.
Хотя немногочисленные столкновения с причиной страха могут усугубить этот страх, надлежащее применение терапии погружением может подавить или даже устранить его. Иногда пациентов приходится погружать в виртуальную среду. Виртуальные переживания полезны в ситуациях, которые сложно воссоздать в реальной жизни – например, если больному нужно раз сто проехаться в лифте. По эффективности виртуальное погружение почти не уступает реальному.