Как крысы учатся бояться: Нейронные механизмы высших эмоций

Важность эмоционального обучения

Согласно новому исследованию, крысы могут учиться бояться через косвенные ассоциации, что открывает новые понимания нейронных основ высших эмоций. Исследователи показали, что после сочетания нейтрального звука и изображения с неприятным опытом, крысы начинают бояться только звука, что демонстрирует эмоциональное обучение посредством вывода.

Роль медиальной префронтальной коры

Исследование показало, что медиальная префронтальная кора (mPFC) играет ключевую роль в этом процессе, отмечая нейроны во время сенсорного сочетания и активируя их во время эмоционального обучения. Блокирование активности mPFC нарушало этот вывод, однако прямые ассоциации памяти оставались невредимыми.

Высшие эмоции и их понимание

Что такое выводаемые эмоции? Рассмотрим ребёнка, который часто наблюдает за осой, летающей к своему гнезду. Когда ребёнок впервые был ужален, это меняет его эмоциональный ответ на осу и на гнездо. После этого, увидев гнездо, ребёнок чувствует тревогу и становится осторожным.

Модель эмоционального вывода

Johansen и Gu заинтересовались пониманием нейронных механизмов, которые позволяют такую высшую эмоциональную обработку через вывод. Для этого они создали аналогичную ситуацию у животных: крысы узнали нейтральную ассоциацию между шумом и изображением, после чего испытали неприятность при виде изображения — процесс, называемый отвращающимConditioning (переобучение на неприятные стимулы).

Экспериментальное доказательство

На следующий день их тестировали, чтобы увидеть, могут ли они вывести, что от звука может произойти что-то неприятное. В этих условиях крысы действительно замерли, когда услышали шум, что указывает на их страх и показывает, что они тоже могут учиться выводу эмоций.

Изменения в нейронной активности

После проведения отвращающегоConditioning, нейроны в mPFC реагировали на шум и изображение. Кислородная томография показала, что количество нейронов, реагирующих на шум, значительно увеличилось, особенно когда шум и изображение были предварительно связаны в сознании животных.

Блокировка mPFC и её последствия

Блокирование mPFC во время этапа обучения не позволяло крысам делать последующий вывод. В этом случае изображение и неприятный опыт не смогли правильно связаться в сознании крыс. В то же время крысы без проблем замерли в ответ на изображение, что указывает на то, что только способность высшего порядка вывода зависит от физических изменений, происходящих в нейронах mPFC.

Взаимодействие между mPFC и амигдалой

Как объяснил Johansen, "десятилетия изучения отвращающего обучения у грызунов показали, что амигдала играет критическую роль в хранении простых эмоциональных воспоминаний, связанных с непосредственно пережитыми ассоциациями. Однако наши новые выводы указывают на то, что mPFC является центральной областью мозга для высших эмоций, которые включают внутренние модели и вывод".

Клинические Импликации

По мере того как исследование продолжает развиваться, оно открывает новые горизонты для изучения нейронных механизмов, которые позволяют высшие эмоции, более актуальные для психиатрических состояний человека, таких как тревога или расстройства, связанные с травмой.

Значимость исследования

Как отметил Johansen, "ценность нашего исследования заключается в том, что оно открывает дверь для исследователей, чтобы изучать нейронные механизмы, которые посредничают высшим порядком эмоций".

Заключение

Изучение высших эмоций у крыс не только помогает лучше понять механизмы, лежащие в основе страховых реакций, но и может иметь важные клинические приложения для понимания и лечения психических расстройств у людей.

"Префронтальное кодирование внутренней модели для эмоционального вывода" - Joshua Johansen и др. Nature