Исследование показывает, как учащенное сердцебиение может влиять на процессы принятия решений в мозге

Тревога, наркомания и другие психические расстройства часто характеризуются интенсивными состояниями того, что ученые называют возбуждением: учащается сердцебиение, повышаются показания артериального давления, сокращается дыхание и т. Д "плохой" решения принимаются. Чтобы понять, как эти состояния влияют на процессы принятия решений в мозге, ученые из Медицинской школы Икана на горе Синай проанализировали данные предыдущего исследования нечеловеческих приматов. Они обнаружили, что два центра принятия решений в головном мозге содержат нейроны, которые могут исключительно контролировать внутреннюю динамику тела. Более того, повышенное состояние возбуждения, по-видимому, перепрограммировало один из центров, превратив некоторые нейроны, принимающие решения, во внутренние мониторы состояния.

"Наши результаты показывают, что цепи принятия решений в мозге могут быть подключены к постоянному мониторингу и интеграции того, что происходит внутри тела. Из-за этого изменения в уровне нашего возбуждения могут повлиять на работу этих контуров," сказал Питер Рудебек, доктор философии.D., Доцент отдела нейробиологии Нэша и Института мозга Фридмана на горе Синай и старший автор исследования, опубликованного в PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences). "Мы надеемся, что эти результаты помогут исследователям лучше понять области мозга и фундаментальные клеточные процессы, лежащие в основе некоторых психических расстройств."

Исследованием руководил Ацуши Фудзимото, доктор медицинских наук.D., инструктор в Dr. Лаборатория Рудебека, ранее изучавшая, как мозг контролирует принятие риска.

В течение многих лет ученые описывали взаимосвязь между возбуждением и способностью принимать решения как "U-образная кривая." По сути, небольшое возбуждение – например, после чашки кофе – может обеспечить максимальную производительность. Но слишком сильное или слишком слабое возбуждение увеличивает вероятность того, что мозг будет принимать медленные или неправильные решения.

Первоначальные результаты этого исследования подтвердили эту идею. Исследователи проанализировали данные предыдущей серии экспериментов, в которых проверялась способность трех макак-резусов выбирать между получением двух наград: много вкусного сока или немного. Доктор. Рудебек проводил эти эксперименты, работая научным сотрудником в Национальном институте психического здоровья. Как и ожидалось, обезьяны постоянно предпочитали есть больше сока, и в среднем они принимали это решение быстрее, когда их сердца бились быстрее, поддерживая идею о том, что возбужденное состояние способствует лучшей производительности.

Затем исследователи проанализировали электрическую активность, зарегистрированную нейронами в двух центрах принятия решений головного мозга, называемых орбитофронтальной корой и дорсальной передней поясной корой.

Они обнаружили, что активность примерно шестой части нейронов в любой области коррелирует с колебаниями частоты сердечных сокращений. Другими словами, если частота сердечных сокращений животного изменится, то активность этих клеток также изменится за счет ускорения или замедления. На эту деятельность не повлияли решения, принятые в отношении различных наград, которые получали обезьяны. Между тем, активность остальных ячеек в каждой области, по-видимому, в первую очередь участвовала в процессе принятия решений.

"Исследования сканирования мозга показали, что физическое возбуждение изменяет деятельность этих центров принятия решений. Наши результаты подтверждают эту идею на клеточном уровне и предполагают, что единственная задача некоторых этих нейронов – отслеживать внутренние или интероцептивные состояния организма," Доктор. Фудзимото сказал. "Следующий вопрос, который у нас возник, был: «Что может произойти во время состояния повышенного возбуждения, наблюдаемого у пациентов, страдающих тревогой, зависимостью и другими психическими расстройствами??’"

Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи проанализировали данные, полученные после хирургического отключения миндалины, эмоционального центра мозга, у каждого животного. Это повысило частоту сердечных сокращений до 15 ударов в минуту. Теперь, в этом более высоком состоянии возбуждения, чем быстрее бьются сердца животных, тем медленнее они выбирают награду. Это говорит о том, что, когда состояние возбуждения животных было усилено, это фактически мешало процессу принятия решений.

Когда команда посмотрела на нейронную активность, они обнаружили кое-что еще более интересное. Состояние повышенного возбуждения, по-видимому, изменило роли, которые нейроны играли при принятии решений. В обоих мозговых центрах исследователи увидели доказательства уменьшения количества нейронов, участвующих в процессе принятия решений. Более того, в дорсальной передней поясной коре немного увеличилось количество нейронов, отслеживающих внутренние состояния. Это изменило баланс информации, представленной в этой области, как если бы нейронные сигналы для принятия решения были "угнанный" возбуждением.

"Хотя и не окончательные, наши результаты предполагают, что повышенное состояние возбуждения ухудшает и берет под контроль цепочки принятия решений в мозгу," Доктор. Рудебек сказал. "Мы планируем продолжить изучение того, как возбуждение может влиять на высшие функции мозга и как это способствует психическим расстройствам."

Блог Брикса