Благодаря эпидемии COVID-19 нейробиологи нашли регулятор фундаментальной потребности в общении.
В ближайшие месяцы, предупреждают эксперты, станет очевидно, как пандемия коронавируса повлияла на психическое здоровье людей. Психиатры уже обеспокоены ростом числа самоубийств, а социальная изоляция, наряду с тревогой и хроническим стрессом, названа одной из вероятных причин. Исследователи из США и Великобритании сделали первый шаг в сторону изучения биологического механизма одиночества. Об этом пишет научный журнал MIT Technology Review.
Неврология ищет ответы...
Масса научной литературы связывает одиночество с депрессией, тревожностью, алкоголизмом или наркоманией. Растет число исследований, доказывающих, что одиночество повышает вероятность болезней, потому что вызывает хроническую выработку гормонов, подавляющих иммунную функцию. Биохимические изменения, возникающие из-за одиночества, могут повышать риск развития рака, сердечных заболеваний и Альцгеймера или просто подтачивать в человеке волю к жизни.
Однако дать определение одиночеству или количественно измерить его степень не просто. Настолько, что нейробиологи долгое время избегали отвечать на этот вопрос. Но в эпоху социального дистанцирования он приобрел новый резонанс. С одной стороны, одиночество — чувство универсальное. Если спросить любого человека: «Вы знаете, что значит быть одиноким?», в 99 случаях из 100 ответ будет утвердительным. Но если это ощущение знакомо каждому, можно ли обнаружить и измерить его в нейронных сетях мозга?
Нейробиолог из Института биологических исследований Солка Кей Тай утверждает, что одиночество по своей сути субъективно. Можно провести весь день в полной изоляции и чувствовать себя полным жизни, а можно умирать от одиночества среди шумной толпы, в центре крупного города и даже в кругу семьи и друзей. Тем не менее, рассматривая одиночество как концепцию нейробиологии, ученые попытались найти способ локализовать его в конкретных клетках мозга. Способность же обнаруживать их и измерять может помочь выявить тех, кто находится в группе риска, и подготовить почву для предотвращения серьезных последствий.
Но как отыскать в мозгу изменения, вызванные столь субъективной «материей»? Кей Тай начала исследования в совершенно новой области: в сфере анализа и понимания того, как наши сенсорные ощущения, прошлый опыт, генетическая предрасположенность и жизненные коллизии в сочетании со средой рождают конкретное биологическое состояние, называемое одиночеством. Она пробует разобраться, как выглядит этот опыт с точки зрения активности мозга.
Если ученые добьются успеха, это может привести к появлению новых инструментов для выявления и наблюдения за теми, кто подвержен риску заболеваний, усугубляемых одиночеством. Это также могло бы помочь выработать более эффективные способы справиться с надвигающимся кризисом общественного здравоохранения, спровоцированным COVID-19.
...и находит нейроны одиночества?
Кей Тай сосредоточилась на определенных разновидностях нейронов в мозге грызунов, которые она связала с измеряемой потребностью в социальном взаимодействии. Как оказалось, этой потребностью можно управлять, напрямую стимулируя нейроны. Чтобы точно определить эти нейроны, Тай использовала методику, которую разрабатывали в лаборатории Карла Дайссерота в Стэнфордском университете.
Карл Дайссерот был создателем оптогенетического метода, при котором генно-инженерные светочувствительные белки имплантируются в клетки мозга, и исследователи могут включать и выключать отдельные нейроны, освещая их через волоконно-оптические кабели. Метод слишком инвазивен для использования на людях — помимо инъекции в мозг для доставки белков он требует проведения оптоволоконного кабеля сквозь черепную коробку. Как преимущество — исследователи могут настраивать в реальном времени нейроны свободно перемещающихся грызунов, а затем наблюдать за их поведением.
Кей Тай применила оптогенетику к грызунам, чтобы проследить нейронные связи, участвующие в эмоциях, мотивации и социальном поведении. Она обнаружила, что, активируя нейрон и идентифицируя части мозга, реагирующие на сигнал, посылаемый нейроном, можно отследить дискретные цепи клеток, которые работают вместе для выполнения определенных функций. Тай тщательно изучила связи миндалевидного тела, набор нейронов амигдалы, которая, как считается, является очагом страха и беспокойства как у грызунов, так и у людей. Проследив за лабиринтом соединений между различными частями миндалины, Тай продемонстрировала, что мозговой «контур страха» способен придавать сенсорным стимулам гораздо больший диапазон нюансов, чем предполагалось ранее, — например, неожиданно выяснилось, что он также модулирует смелость.
До того, как Кей Тай открыла свою лабораторию в Институте обучения и памяти Пикауэра Массачусетского технологического института в 2012 году, она наблюдала за нейронными связями миндалины с такими участками головного мозга, как префронтальная кора, известная как главный исполнительный орган мозга, и гиппокамп, очаг эпизодической памяти. Целью являлось построение карт нейронных связей, на которые мы полагаемся, чтобы понять мир, осмыслить текущий опыт и реагировать на различные ситуации.
Затем Тай узнала про исследование Джиллиан Мэтьюс из Имперского колледжа Лондона, которая изучала мышей, помещенных в одиночные клетки. Изоляция от общества себе подобных меняла клетки мозга — дорсальные ядра шва (DRN) таким образом, что можно было заключить, что именно они играют роль в формировании ощущения одиночества.
Вместе Тай и Мэтьюс обнаружили, что при стимуляции нейронов DRN животные охотнее искали общества других мышей. А также то, что их стремление к общению было вызвано скорее желанием избежать боли, чем получить удовольствие: животные, которым был предоставлен выбор, активно избегали областей своих клеток, попадание в которые запускало активацию нейронов (опыт, имитирующий «отталкивающее» переживание одиночества). В последующем эксперименте исследователи поместили некоторых мышей в одиночные клетки на сутки, а затем предоставили им возможность контактировать с собратьями. Как и следовало ожидать, в такой ситуации животные проводили гораздо больше времени во взаимодействии с другими особями и искали общения. Затем Тай и Мэтьюс применили к этим же мышам метод оптогенетики, чтобы заставить выключиться нейроны DRN после периода одиночного пребывания. На этот раз животные потеряли стремление к общению — они будто настраивались на одиночество в толпе.
Ученым давно известно, что в мозге находится биологический эквивалент автомобильного указателя уровня топлива — сложная гомеостатическая система, которая позволяет серому веществу отслеживать состояние наших основных биологических потребностей, таких как пища, вода и сон. Ее цель — побудить нас к поведению, направленному на поддержание или восстановление естественного состояния равновесия. В экспериментах Тай и Мэтьюс на грызунах удалось выстроить нейронную цепочку одиночества, выделив, предположительно, группу нейронов, ответственных за это психическое состояние. Когда объективный опыт неприсутствия среди себе подобных становится субъективным опытом одиночества? Когда срабатывает эквивалент гомеостатического регулятора фундаментальной потребности в общении — нейроны DRN.
Жизненно важный вопрос в том, какого рода и сколько позитивных социальных взаимодействий достаточно для того, чтобы удовлетворить базовую потребность избавления от одиночества и нейтрализовать нейронный голод. Наше исследование — лишь первый шаг в этом направлении.
Жажда улыбок и голод общения
Что значат эти открытия для людей? Чтобы ответить на этот вопрос, Кей Тай работает в сотрудничестве с профессором когнитивной нейробиологии Массачусетского технологического института Ребеккой Сакс, которая специализируется на изучении социального поведения и эмоций.
Эксперименты на людях проводить гораздо сложнее — операция на головном мозге, необходимая для оптогенетики, в данном случае невозможна. Но совсем не трудно показать одиноким людям фотографии дружелюбных людей, посылающих социальные сигналы — например, улыбки, — а затем отслеживать и записывать изменения кровотока в различных частях мозга с помощью фМРТ. К тому же благодаря экспериментам на мышах ученые получили точное представление о том, в какую зону мозга следует смотреть…
Руководитель исследования Ливия Томова набрала 40 добровольцев, которые идентифицировали себя как очень коммуникабельных людей с широкой сетью социальных связей и низким уровнем одиночества. Участники находились в полной изоляции в течение 10 часов. На втором сеансе эти же участники провели 10 часов, активно общаясь друг с другом (но при этом им запрещалось есть). После каждой сессии испытуемые помещались в томограф, где им показывали разные изображения: на некоторых лица людей, посылающих невербальные социальные сигналы, на других — картинки еды.
В отличие от Тай и Мэтьюс, Ливия Томова не могла сосредоточиться на отдельных нейронах, но могла отслеживать изменения кровотока в более крупных областях сканирования, так называемых вокселях; каждый воксель отображал изменяющуюся активность дискретных популяций из нескольких тысяч нейронов. Особый интерес представляли области среднего мозга, которые богаты нейронами, связанными с производством и обработкой нейромедиатора дофамина. В других экспериментах эти участки уже связывались с ощущением желания или тяги к чему-то. Они загораются в ответ на изображения еды, когда человек голоден, или изображения, связанные с наркотиками, у людей с зависимостью. Но будут ли они активироваться у одиноких людей, которым показывают картинки с улыбающимися лицами?
После социальной изоляции сканирование мозга испытуемых зафиксировало гораздо большую активность в среднем мозге при просмотре изображений социальных сигналов. Когда испытуемые были голодны, но перед этим вдоволь общались, они демонстрировали столь же устойчивую реакцию на пищевые сигналы, но не на социальные.
Пандемический эксперимент
Понимание того, как в мозге зарождается голод к социальным контактам, может позволить глубже понять роль социальной изоляции при некоторых заболеваниях. Биологическое измерение могло бы прояснить, например, связь между депрессией и одиночеством. Что первично — вызывает ли депрессия одиночество или одиночество приводит к депрессии? И может ли своевременное вмешательство в виде налаживания активных социальных связей помочь в борьбе с депрессией?
Понимание того, как структурируется одиночество в человеческом мозге, может также пролить свет на зависимость, к которой, согласно некоторым исследованиям, более склонны изолированные люди. Доказательства особенно убедительны в отношении подростков — ведь они более чувствительны к последствиям социальной изоляции, чем представители старшего или младшего возраста. Люди от 16 до 24 лет чаще всех других заявляют о том, что чувствуют себя одинокими, именно в этом возрасте впервые начинают проявляться многие расстройства психического здоровья.
Однако наиболее очевидная текущая потребность может быть связана с социальной изоляцией, вызванной коронавирусной пандемией. Устойчивый рост уровня одиночества с начала пандемии не может не отразиться на людях, подверженных наибольшему риску психических расстройств. Когда они изолированы, в какой момент это начинает угрожать их психологическому и физическому благополучию? И какие меры могут защитить от опасности? Как только ученые смогут измерять органику одиночества, значительно упростится разработка целевых вмешательств, и своевременность и, быть может, даже превентивность принятия мер.
Детки в клетке. Чем это чревато?
Стресс на фоне пандемии и жизнь в условиях самоизоляции и дистанционного обучения отразились на психическом состоянии большинства российских школьников, следует из опроса НМИЦ здоровья детей Минздрава РФ.
Больше трети школьников пожаловались на депрессию из-за дистанционки. У 83,8 % обучающихся исследователи отметили неблагополучные психические реакции пограничного уровня: депрессивные состояния — предположительно у 42,2 %, астенические состояния — у 41,6 %. Подростки стали меньше гулять и больше выполнять домашних заданий.
Онлайн-опрос проводился с конца апреля по конец мая, в нем приняли участие почти 30 тысяч школьников из 79 регионов России. Учащиеся представлены в возрастном диапазоне с 5-го по 11-й класс. Они отвечали на вопросы о физической активности, использовании гаджетов в условиях дистанционного обучения, изучалось также психоэмоциональное состояние детей.
Большинство (69,2 %) школьников, участвующих в опросе, во время пандемии ограничивали свои передвижения и сидели дома. Только относительно каждого восьмого учащегося (13,4 %) можно говорить о благоприятной психолого-социальной адаптации к условиям самоизоляции и дистанционного обучения. Помимо депрессивных и астенических проявлений авторы исследования предполагают более чем у трети (37,2 %) обсессивно-фобические состояния, у 26,8 % — синдром головных болей, у каждого второго учащегося (55,8 %) — нарушения сна. При том что почти трети школьников (32,5 %) удавалось сохранять ровное и позитивное настроение, 13,1 % испытывали подавленность, а для 44,2 % была характерна неоднократная смена настроения в течение дня.
Подростки отрицательно восприняли режим самоизоляции: 36,7 % отнеслись к нему негативно, 21,2 % назвали такие условия невыносимыми. Понравилось на самоизоляции лишь 16,8 % опрошенных.
Как считают авторы исследования, полученные данные свидетельствуют о необходимости массовой психологической поддержки детей и подростков во время пандемии.