Исследование: хронический стресс переводит разум в режим “автопилота”

Учёные обнаружили мозговые пути, открывающие причины, по которым стресс приводит к принятию решений “на автопилоте”. Хронический стресс может изменить работу нашего мозга, подтолкнув нас к отказу от обдуманного принятия решений и переходу к ригидному, привычному поведению. Новаторское исследование, опубликованное в журнале Nature, раскрывает биологические механизмы, стоящие за этим явлением. В экспериментах на мышах показано, как стресс перестраивает ключевые мозговые пути. Исследование выявило два разных «переключателя» в мозге, которые изменяют баланс между обдуманным мышлением и привычными действиями при продолжительном стрессе.

Как учёные обнаружили связь между стрессом и привычками поведения

Исследование проводилось под руководством нейробиолога Жаклин Джованьелло из Темпльского университета (Филадельфия, штат Пенсильвания, США) и соавтора Кейт Вассум, поведенческого нейробиолога из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Их работа посвящена изучению того, как хронический стресс влияет на процессы принятия решений в мозге.

Личный опыт Джованьелло в борьбе со стрессом во время обучения в университете, когда она работала на трёх работах и при этом училась на дневном отделении, подогрел её любопытство к тому, как стресс влияет на функции мозга. Этот личный опыт вдохновил её на тщательный и многогранный подход к изучению стресса на примере животных.

Как проводилось исследование

Исследовательская группа провела контролируемый лабораторный эксперимент с использованием мышей, которые были выбраны за их хорошо задокументированные поведенческие реакции и неврологическое сходство с людьми в исследованиях принятия решений. Мыши были разделены на две группы: группу стресса и контрольную группу. Чтобы вызвать хронический стресс, мышей подвергали ряду слабых, но постоянных стрессовых факторов в течение нескольких дней. В их число входили влажная подстилка, непредсказуемые световые циклы, белый шум и социальная изоляция – все это, как известно, создает условия для лёгкого, но хронического стресса, не причиняя физического вреда.

Обе группы мышей держали голодными, чтобы мотивировать их к поиску пищевого вознаграждения во время поведенческих тестов. Их учили нажимать на рычаг, который выдавал гранулы корма в качестве вознаграждения, закрепляя выученное поведение. После того как обе группы освоили эту задачу, был проведен критический тест.

Чтобы оценить гибкость принятия решений, исследователи использовали задачу «обесценивания». Накормив мышей большой порцией пищевых гранул до сытости, они проверяли, будут ли они по-прежнему нажимать на рычаг. Теоретически мыши, способные к гибкому, целенаправленному поведению, должны были понять, что пищевая награда больше не представляет ценности, и перестать нажимать на рычаг. Однако если мышам свойственно привычное поведение, они будут продолжать нажимать на рычаг, несмотря на сытость.

Результаты оказались поразительными. Мыши, не испытывавшие стресса, в основном переставали нажимать на рычаг после насыщения, демонстрируя гибкость в принятии решений. Напротив, мыши, подвергшиеся стрессу, продолжали нажимать на рычаг с высокой скоростью, демонстрируя зависимость от автоматических, привычных действий, а не корректируя своё поведение в соответствии с новой ситуацией.

Методы и техники

Чтобы понять нейронные механизмы, управляющие таким поведением, команда использовала оптогенетику – передовую технику, которая использует свет для управления генетически модифицированными нейронами. Оптогенетика позволила исследователям точно активировать или ингибировать определённые нейронные пути, участвующие в принятии решений.

Они сосредоточились на путях, соединяющих миндалину, которая обрабатывает стресс, с дорсомедиальным стриатумом – областью мозга, отвечающей за баланс привычного и направленного на достижение цели поведения. Используя оптогенетические инструменты, они смогли избирательно стимулировать или подавлять эти пути у мышей, подвергшихся стрессу, и наблюдали, как такие вмешательства влияют на поведение.

Активировав путь, отвечающий за гибкое принятие решений у мышей, подвергшихся стрессу, исследователи успешно снизили привычное поведение животных при нажатии на рычаг, приблизив их реакции к реакциям группы, не подвергшейся стрессу. Это подтвердило, что данный путь имеет решающее значение для поддержания адаптивного принятия решений в условиях стресса.

Инновации: более глубокий взгляд на нейронные пути

Хотя предыдущие исследования показали, что стресс приводит к привычному поведению, данное исследование является первым, в котором точно определены конкретные нейронные пути, отвечающие за это.

• Выявлены два различных нейронных пути:
  • Один из путей, начинающийся от миндалины и ведущий к дорсомедиальному стриатуму, был активен у мышей без стресса во время обучения, но ослабевал у мышей, подвергшихся стрессу.
  • Второй путь показал противоположную картину: он был очень активен у мышей, подвергшихся стрессу, и способствовал развитию привычного поведения.
• Оптогенетические манипуляции:
  • Стимулируя «заторможенный» путь у мышей, подвергшихся стрессу, исследователи восстановили гибкость принятия решений. Эта манипуляция уменьшила склонность мышей бездумно нажимать на рычаг после того, как их накормили.

Ключевые выводы исследования

1. Хронический стресс способствует развитию привычного поведения:
   • В стрессовой ситуации мозг “переключается на автопилот”, что приводит к повторению необдуманных действий.
   • Пример: Вспомните, как после напряженного дня вы хватаете пакетик чипсов, даже если вы не голодны.
2. Стресс подавляет принятие решений, ориентированных на достижение цели:
   • Путь, поддерживающий осознанный выбор, становится менее активным при хроническом стрессе.
   • Пример: Студент, испытывающий стресс, может забыть о здоровой пище и по привычке предпочесть фастфуд.
3. Различные мозговые пути регулируют процесс принятия решений:
   • Две нейронные цепи – одна способствует обдуманному выбору, а другая поддерживает привычки – работают в тандеме. Стресс нарушает этот баланс.
   • Пример: В спокойном состоянии вы можете запланировать тренировку, а в состоянии стресса вместо этого предпочтёте смотреть телевизор.
4. Поведенческие паттерны можно изменить:
   • Используя оптогенетику, исследователи продемонстрировали, что можно восстановить гибкость принятия решений у людей, испытывающих стресс.
   • Пример: Этот вывод намекает на потенциальные методы лечения, которые помогут людям избавиться от вредных привычек, сформировавшихся под воздействием стресса.
5. Потенциальное значение для человеческого поведения:
   • Хотя исследование проводилось на мышах, учёные полагают, что аналогичные мозговые пути существуют и у людей, что может объяснить, почему стресс приводит к привычному поведению.
   • Пример: Хронический стресс у взрослых часто связан с повышенным курением, перееданием или другими привычными механизмами преодоления стресса.

Когнитивные последствия стресса: от гибкости к ригидности

Это исследование показывает, как хронический стресс ухудшает когнитивную гибкость – способность мозга адаптироваться и принимать целенаправленные решения. Когда стресс активирует пути формирования привычек, когнитивные ресурсы отвлекаются от вдумчивого планирования и решения проблем.

• Когнитивная ригидность:
  • Люди, находящиеся в состоянии стресса, могут с трудом переключаться с одной задачи на другую или адаптироваться к новой информации, что приводит к повторяющемуся и менее эффективному поведению. Со временем такая ригидность может препятствовать развитию творческих способностей и навыков решения проблем, затрудняя подход к решению новых задач.
• Влияние на память и обучение:
  • Связанные со стрессом изменения в нейронных путях могут ухудшать рабочую память, затрудняя запоминание и обработку новой информации. Это может негативно сказаться на обучении и привести к трудностям в академической или профессиональной среде, где адаптация и запоминание информации имеют решающее значение.
• Паралич принятия решений и плохое мышление:
  • Хронический стресс может перегружать исполнительные функции мозга, приводя к моральному параличу или импульсивным решениям. Люди, находящиеся в состоянии длительного стресса, могут столкнуться с проблемой эффективного взвешивания вариантов, часто прибегая к привычным реакциям, даже если они контрпродуктивны.
• Трудности эмоциональной регуляции:
  • Те же пути, которые способствуют привычному поведению в условиях стресса, могут также мешать эмоциональной регуляции. Это может привести к повышенной тревожности или фрустрации, что еще больше ухудшает способность принимать рациональные решения.
• Долгосрочный когнитивный спад:
  • Длительные периоды хронического стресса связаны с долгосрочным снижением когнитивных способностей, повышая риск развития таких состояний, как депрессия, тревожные расстройства и даже нейродегенеративные заболевания. Понимание того, как стресс изменяет когнитивные способности, имеет решающее значение для разработки мер по смягчению его последствий.

Значение для науки, медицины и общества

Наука и нейронауки

• Продвигает понимание нейронных механизмов: Это исследование проясняет, как конкретные нейронные пути регулируют баланс между направленным на достижение цели и привычным поведением в условиях стресса.
• Новые пути для исследований: Открывает новые возможности для изучения неврологического воздействия хронического стресса и того, как он влияет на процессы принятия решений.

Медицина и психическое здоровье

• Целевые методы лечения: Открытие нейронных путей, влияющих на стресс, может привести к созданию новых методов лечения расстройств, связанных со стрессом, таких как тревожность, депрессия и обсессивно-компульсивное расстройство.
• Персонализированная медицина: Результаты исследования могут позволить применять персонализированные методы лечения, направленные на восстановление баланса между когнитивными изменениями и привычным поведением.

Образование и обучение

• Влияние на академическую успеваемость: Понимание того, как стресс нарушает когнитивную гибкость, может помочь студентам в разработке стратегий, направленных на преодоление стресса и улучшение навыков принятия решений.
• Программы по снижению стресса: В школах могут быть внедрены программы борьбы со стрессом, направленные на повышение когнитивных способностей и адаптивности.

Рабочее место и общество

• Улучшение условий труда на рабочем месте: Предприятия могут использовать полученные данные для разработки программ, помогающих сотрудникам справляться со стрессом и поддерживать когнитивную гибкость, повышая производительность труда.
• Социальные последствия: Повышение осведомленности о когнитивном воздействии стресса может привести к изменениям в обществе в отношении управления стрессом и его обсуждения, способствуя улучшению психического здоровья.

Выводы

Исследование Джованьелло и её команды позволяет понять биологические основы того, как хронический стресс искажает процесс принятия решений, заставляя нас полагаться на привычки, а не на обдуманный выбор. Определив конкретные мозговые пути, задействованные в этом процессе, исследование не только углубляет наше понимание реакции на стресс, но и указывает на возможные терапевтические меры.

Хотя для подтверждения этих выводов на людях необходимы дополнительные исследования, их последствия весьма обширны – от улучшения лечения психических заболеваний до повышения успеваемости и пропаганды здорового образа жизни. Понимание реакции мозга на стресс – важнейший шаг к тому, чтобы помочь людям принимать более правильные и целенаправленные решения, даже перед лицом жизненных трудностей.

• Category: Велнес и ментальное здоровье, Нейронауки и здоровье мозга
• Tag: когнитивная гибкость, когнитивный спад, Принятие решений, Рабочая память, Хронический стресс