Strach może zacierać różnicę między zagrożeniem a bezpieczeństwem

• W eksperymentach na myszach reprezentacje niebezpiecznego i bezpiecznego otoczenia w mózgu stawały się mniej rozróżnialne
• Nakładanie się wspomnień mogło przyspieszać przywoływanie wspomnienia o zagrożeniu, ale zmniejszać precyzję reakcji
• Nie ustalono dotąd, czy ten sam mechanizm odgrywa rolę w lęku i PTSD u ludzi

Strach i pamięć: dlaczego bezpieczne otoczenie może wydawać się niebezpieczne

Mózg musi rozpoznawać zagrożenie, ale czasem strach pojawia się także tam, gdzie nie ma bezpośredniego niebezpieczeństwa. Nowe badanie proponuje możliwe wyjaśnienie tej rozbieżności: strach może nie wzmacniać różnic między wspomnieniami bezpiecznych i niebezpiecznych doświadczeń, lecz wręcz je zacierać. Zmienia to utarte spojrzenie na to, jak pamięć pomaga orientować się w zagrożeniach, i stawia nowe pytanie o cenę szybkiej reakcji obronnej.

Badanie przeprowadzili naukowcy z Centrum Badawczego Douglasa przy Uniwersytecie McGill oraz Uniwersytetu Toronto w Scarborough. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Neuroscience. Autorzy badali nie reakcje ludzi, lecz aktywność mózgu myszy, które uczono kojarzyć jedno otoczenie z niebezpieczeństwem, a inne z bezpieczeństwem. Dlatego wnioski dotyczące lęku i zespołu stresu pourazowego pozostają na razie możliwym wyjaśnieniem, a nie potwierdzonym mechanizmem u ludzi.

W trakcie eksperymentów reprezentacje neuronowe obu środowisk zaczęły się na siebie nakładać, zamiast coraz bardziej od siebie oddalać. Innymi słowy, mózgowi trudniej było wyraźnie rozdzielić wspomnienia o bezpiecznym miejscu i miejscu kojarzonym z zagrożeniem. Starszy autor badania, Mark Brandon, zauważył, że strach może zacierać granicę między niebezpieczeństwem a bezpieczeństwem, zamiast ją wyostrzać. Nie oznacza to, że myszy przestały rozróżniać te sytuacje pod każdym względem: eksperyment wykazał zmianę konkretnie w obserwowanych wzorcach aktywności mózgu.

Eksperyment wykazał nakładanie się wspomnień

Aby zobaczyć, jak powstają te wzorce, zespół połączył środowisko wirtualne z obrazowaniem aktywności mózgu w czasie rzeczywistym. Specjalnie wyposażona arena pozwalała niejako przenosić mysz między różnymi środowiskami, zmieniając otaczające ją sygnały wzrokowe i dźwiękowe. Nie było potrzeby fizycznego przenoszenia zwierzęcia w inne miejsce. Takie podejście pozwoliło badaczom obserwować przejścia między doświadczeniem związanym z zagrożeniem a doświadczeniem bezpieczeństwa w ramach jednego systemu eksperymentalnego.

Jednocześnie miniaturowe mikroskopy śledziły aktywność setek neuronów w hipokampie — obszarze mózgu ważnym dla uczenia się i pamięci. Jak powiedział główny autor, Robert Roeske, umożliwiło to obserwowanie, jak mózg z chwili na chwilę przełącza się między konkurującymi ze sobą mapami bezpiecznych i niebezpiecznych wspomnień. Typowe eksperymenty dotyczące warunkowania strachu nie zapewniały takiej samej możliwości obserwowania tego przejścia w czasie rzeczywistym. Metoda pozwoliła więc powiązać zachowanie w zmieniającym się otoczeniu z dynamiką sygnałów neuronalnych.

Badacze szczególną uwagę poświęcili hipokampowi brzusznemu, części hipokampa uczestniczącej w przetwarzaniu doświadczeń o znaczeniu emocjonalnym, w tym strachu i lęku. To właśnie w tym obszarze nakładanie się reprezentacji mogło sprzyjać szybkiemu przywoływaniu wspomnienia o zagrożeniu. Obserwacja ta opisuje możliwą funkcję aktywności mózgu u myszy, ale nie dowodzi, że jeden obszar mózgu sam w sobie wyjaśnia złożone zaburzenia u ludzi. Znaczenie wyników polega na zaproponowanym związku między pamięcią o różnych sytuacjach a szybkością przełączania reakcji obronnej.

Szybka ochrona wymaga kompromisu

Mieszanie wspomnień o tym, co bezpieczne, i o tym, co niebezpieczne, na pierwszy rzut oka wygląda na wadę. Autorzy przypuszczają jednak, że ta cecha może mieć sens ewolucyjny: nakładające się reprezentacje pozwalały mózgowi szybciej wydobywać informacje o wcześniejszym zagrożeniu. Jeśli niebezpieczeństwo rzeczywiście się pojawi, szybsze rozpoznanie może pomóc zwierzęciu zareagować, zanim będzie za późno. W eksperymencie ta idea wyjaśnia możliwe korzyści mechanizmu, ale nie dowodzi, że szybkość zawsze jest ważniejsza od dokładności.

Zysk na czasie wiąże się z kompromisem. Gdy mózg stawia na szybkość, może zareagować na potencjalne zagrożenie także w nieszkodliwej sytuacji. Zdaniem badaczy, z punktu widzenia przetrwania fałszywy alarm może czasem być mniej niebezpieczny niż przeoczenie rzeczywistego zagrożenia. Robert Roeske opisał rolę hipokampa brzusznego jako możliwy element systemu, który wybiera podejście „lepiej dmuchać na zimne”. Same eksperymenty nie ustalają jednak, jak często i w jakich warunkach ta cena ujawnia się poza zadaniem laboratoryjnym.

Ta interpretacja jest ważna dla zrozumienia, dlaczego poczucie zagrożenia może pojawić się bez bezpośredniego niebezpieczeństwa. Jeśli bezpieczne i niebezpieczne doświadczenia są zapisywane w częściowo nakładających się reprezentacjach neuronalnych, wspomnienie wcześniejszego zagrożenia może szybciej uaktywnić się w nowej sytuacji. Silna reakcja nie musi wtedy oznaczać, że dana osoba świadomie uważa sytuację za niebezpieczną: chodzi o możliwy mechanizm szybkiego przejścia w tryb obronny. Badanie nie sprawdzało jednak tego procesu u ludzi.

Związek z lękiem wymaga jeszcze zbadania

Autorzy wiążą tę hipotezę z zaburzeniami lękowymi i PTSD, w których nieszkodliwy widok, dźwięk lub miejsce mogą przywołać wspomnienie traumatycznego wydarzenia i silny strach. Przypuszczają, że podobne reakcje mogą wynikać z nadmiernej wrażliwości mechanizmu przetrwania, który zwykle jest pożyteczny. To ostrożne wyjaśnienie: w eksperymentach na myszach nie badano osób z diagnozami ani nie wykazano, że nakładanie się wspomnień jest przyczyną tych zaburzeń. Bezpośrednie sprawdzenie tego związku wymaga osobnych badań.

Mark Brandon proponuje, by traktować takie reakcje niekoniecznie jako awarię systemu rozdzielającego wspomnienia, lecz jako nadmiernie aktywną wersję normalnego mechanizmu obronnego. Zgodnie z tym podejściem przedmiotem terapii mogłoby być zbyt szybkie przechodzenie od rozpoznania bezpieczeństwa do oczekiwania zagrożenia. Może to ukierunkować przyszłe pytania dotyczące leczenia, ale samo badanie nie testowało metod terapeutycznych i nie daje podstaw, by uznać, że skuteczność konkretnego podejścia została już potwierdzona. Na razie praktyczna wartość tego wniosku polega na postawieniu nowej hipotezy do sprawdzenia.

Głównym ograniczeniem badania jest to, że eksperymenty przeprowadzono na myszach. Trzeba ustalić, czy podobny mechanizm uczestniczy w lęku i PTSD u ludzi oraz w jakim stopniu wyniki odnoszą się do ich doświadczeń. Badanie wsparły Kanadyjskie Instytuty Badań nad Zdrowiem oraz Kanadyjska Rada Badań Nauk Przyrodniczych i Inżynierii. Jak dotąd najbardziej wiarygodny wniosek jest następujący: u myszy strach wiązał się z mniej wyraźnym rozdzieleniem neuronalnych reprezentacji bezpieczeństwa i zagrożenia, co mogło przyspieszać przywoływanie wspomnień o strachu.

Źródło: ScienceDaily