Kāpēc tu jūties vientuļš? Neirozinātne sāk rast atbildes.

Neirozinātnieka vientulības medības varētu mums palīdzēt labāk izprast sociālās izolācijas izmaksas. Autors

• Ādams Pjors arhīva lapa

2020. gada 4. septembris

Dženija Zigvarta

Ilgi pirms pasaule vēl nebija dzirdējusi par Covid-19, Keja Taija nolēma atbildēt uz jautājumu, kas sociālās distancēšanās laikmetā ieguvis jaunu rezonansi: kad cilvēki jūtas vientuļi, vai viņi alkst pēc sociālās mijiedarbības tāpat kā izsalkuši cilvēki. alkst ēst? Un vai viņa un viņas kolēģi varētu atklāt un izmērīt šo badu smadzeņu neironu ķēdēs?

Vientulība ir universāla lieta. Ja es jautātu cilvēkiem uz ielas: 'Vai jūs zināt, ko nozīmē būt vientuļam?', iespējams, 99 vai 100% cilvēku atbildētu jā,' skaidro Selkas Bioloģijas zinātņu institūta neirozinātnieks Tye. Šķiet pamatoti apgalvot, ka tam vajadzētu būt neirozinātnes jēdzienam. Vienkārši neviens nekad nav atradis veidu, kā to pārbaudīt un lokalizēt noteiktās šūnās. Tas ir tas, ko mēs cenšamies darīt.

Pēdējos gados ir parādījusies plaša zinātniskā literatūra, kas saista vientulību ar depresiju, trauksmi, alkoholismu un narkotiku lietošanu. Ir pat arvien vairāk epidemioloģisko darbu, kas parāda, ka vientulība liek jums saslimt: šķiet, ka tā veicina hronisku hormonu izdalīšanos, kas nomāc veselīgu imūnsistēmu. Vientulības izraisītās bioķīmiskās izmaiņas var paātrināt vēža izplatīšanos, paātrināt sirds slimības un Alcheimera slimību vai vienkārši izsūknēt vissvarīgāko no mums vēlmi turpināt. Spēja to izmērīt un atklāt varētu palīdzēt identificēt riskam pakļautos un pavērt ceļu jauniem iejaukšanās veidiem.

Nākamajos mēnešos daudzi brīdina, ka mēs, visticamāk, redzēsim Covid-19 ietekmi uz garīgo veselību globālā mērogā. Psihiatri jau ir noraizējušies par pieaugošo pašnāvību un narkotiku pārdozēšanas gadījumu skaitu ASV, un viens no iespējamiem iemesliem ir sociālā izolācija, kā arī trauksme un hronisks stress. Tye saka, ka sociālās izolācijas ietekmes uz pārējo garīgo veselību atzīšana ļoti drīz skars visus. Es domāju, ka ietekme uz garīgo veselību būs diezgan intensīva un diezgan tūlītēja.

Tomēr vientulības kvantitatīva noteikšana vai pat definēšana ir grūts izaicinājums. Patiesībā tik grūti, ka neirozinātnieki jau sen ir izvairījušies no šīs tēmas.

Vientulība, Tye saka, pēc būtības ir subjektīva. Dienu var pavadīt pilnīgi izolēti, klusās pārdomās un justies uzmundrinātam. Vai sautēties atsvešinātā postā pūļa ielenkumā, lielas pilsētas sirdī vai tuvu draugu un ģimenes pavadībā. Vai, ņemot mūsdienīgāku piemēru, piedalīties Zoom zvanā ar mīļajiem citā pilsētā un justies cieši saistītiem — vai pat vientuļāk nekā zvana sākumā.

Šī neskaidrība varētu izskaidrot ziņkārīgos rezultātus, kas radās, kad Taja pirms sava pirmā zinātniskā raksta publicēšanas par vientulības neirozinātnēm 2016. gadā veica citu rakstu meklējumus par šo tēmu. Lai gan viņa atrada pētījumus par vientulību psiholoģiskajā literatūrā, to rakstu skaits, kuros bija arī vārdi šūnas, neironi vai smadzenes, bija nulle.

Neirozinātnieki jau sen ir pieņēmuši, ka jautājumi par to, kā vientulība varētu darboties cilvēka smadzenēs, varētu izvairīties no viņu datiem balstītām laboratorijām.

Lai gan vientulības būtība ir nodarbinājusi dažus no izcilākajiem prātiem filozofijā, literatūrā un mākslā tūkstošiem gadu, neirozinātnieki jau sen ir pieņēmuši, ka jautājumi par to, kā tā varētu darboties cilvēka smadzenēs, varētu izvairīties no viņu datiem balstītajām laboratorijām. Kā jūs kvantitatīvi novērtējat pieredzi? Un kur jūs vispār varētu sākt meklēt smadzenēs izmaiņas, ko radījusi tik subjektīva sajūta?

Tye cer to mainīt, izveidojot pilnīgi jaunu jomu: tādu, kura mērķis ir analizēt un izprast, kā mūsu maņu uztvere, iepriekšējā pieredze, ģenētiskās noslieces un dzīves situācijas apvienojas ar mūsu vidi, radot konkrētu, izmērāmu bioloģisko stāvokli, ko sauc par vientulību. Un viņa vēlas noteikt, kā izskatās šī šķietami neizsakāmā pieredze, kad tā tiek aktivizēta smadzenēs.

Ja Tai izdosies, tas varētu radīt jaunus rīkus, lai identificētu un uzraudzītu tos, kuriem draud slimības, kuras pasliktina vientulība. Tas varētu arī sniegt labākus veidus, kā tikt galā ar draudošo sabiedrības veselības krīzi, ko izraisījis Covid-19.

Vientulības neironu atrašana

Tye ir iedzīvojies noteiktās neironu populācijās grauzēju smadzenēs, kuras, šķiet, ir saistītas ar izmērāmu vajadzību pēc sociālās mijiedarbības — badu, ar kuru var manipulēt, tieši stimulējot pašus neironus. Lai precīzi noteiktu šos neironus, Tye paļāvās uz paņēmienu, ko viņa izstrādāja, strādājot par pēcdoktorantu Stenfordas universitātes Karla Deisserota laboratorijā.

Deisserots bija optoģenētikas pionieris — paņēmiens, kurā smadzeņu šūnās tiek implantēti ģenētiski modificēti, gaismas jutīgi proteīni; Pēc tam pētnieki var ieslēgt vai izslēgt atsevišķus neironus, vienkārši apgaismojot tos, izmantojot optisko šķiedru kabeļus. Lai gan šī metode ir pārāk invazīva, lai to izmantotu cilvēkiem, kā arī injekcija smadzenēs, lai piegādātu olbaltumvielas, ir nepieciešams optiskās šķiedras kabelis caur galvaskausu un tieši smadzenēs, tas ļauj pētniekiem pielāgot neironus dzīvajā. , brīvi pārvietojas grauzēji un pēc tam novērojiet viņu uzvedību.

Tye sāka izmantot optoģenētiku grauzējiem, lai izsekotu nervu ķēdēm, kas saistītas ar emocijām, motivāciju un sociālo uzvedību. Viņa atklāja, ka, aktivizējot neironu un pēc tam identificējot citas smadzeņu daļas, kas reaģēja uz neirona izdalīto signālu, viņa varēja izsekot šūnu diskrētajām ķēdēm, kas darbojas kopā, lai veiktu noteiktas funkcijas. Tye rūpīgi izsekoja savienojumus no amigdalas — mandeļu formas neironu kopuma, kas tiek uzskatīts par baiļu un trauksmes vietu gan grauzējiem, gan cilvēkiem.

Keja Taija, Solkas Bioloģijas zinātņu institūta neirozinātniece, mēģina atklāt un izmērīt vientulību smadzeņu nervu ķēdēs.

DŽENIJA ZĪGVARTE

Zinātnieki jau sen bija zinājuši, ka, stimulējot amigdala kopumā, dzīvnieks var nomākt bailes. Taču, sekojot savienojumu labirintam dažādās amigdalas daļās un ārpus tām, Tajs spēja pierādīt, ka smadzeņu baiļu ķēde spēj piesātināt maņu stimulus ar daudz vairāk niansēm, nekā tika saprasts iepriekš. Šķita, ka patiesībā tas arī modulē drosmi.

Līdz brīdim, kad Tye 2012. gadā izveidoja savu laboratoriju MIT Pikovera mācīšanās un atmiņas institūtā, viņa sekoja amigdalas neironu savienojumiem ar tādām vietām kā prefrontālā garoza, kas pazīstama kā smadzeņu izpildvara, un hipokamps, epizodiskās atmiņas vieta. . Mērķis bija izveidot smadzeņu ķēžu kartes, uz kurām mēs paļaujamies, lai izprastu pasauli, izprastu mūsu mirkļa pieredzi un reaģētu uz dažādām situācijām.

Viņa sāka pētīt vientulību lielā mērā ar mieru. Meklējot jaunus postdocs, Tye saskārās ar Džilianas Metjūsas darbu. Būdama Londonas Imperiālās koledžas absolvente, Metjūsa bija veikusi negaidītu atklājumu, kad viņa eksperimentos atdalīja peles vienu no otras. Šķiet, ka sociālā izolācija — pats fakts, ka esi vienatnē — ir mainījusi smadzeņu šūnas, ko sauc par DRN neironiem, tādā veidā, kas liecināja, ka tām varētu būt nozīme vientulībā.

Tajs uzreiz ieraudzīja iespējas. Ak, dievs — tas ir neticami! viņa atceras domāšanu. Viņai bija pilnīga jēga, ka sociālās izolācijas pazīmes var izsekot līdz noteiktai smadzeņu daļai. Bet kur tas atrodas un kā to atrast? Ja tas varētu būt reģions, es domāju, tas būtu ļoti interesanti. Visos pētījumos par neironiem, saka Tye, es nekad iepriekš neko nebiju redzējis par sociālo izolāciju. Kādreiz.

Tye saprata, ka, ja viņa un Metjūss varētu izveidot vientulības ķēdes karti, viņi laboratorijā varētu atbildēt tieši uz tādiem jautājumiem, kurus viņa cerēja izpētīt: kā smadzenes piešķir sociālo izolāciju ar nozīmi? Kā un kad objektīvā pieredze nebūšanā cilvēku tuvumā, citiem vārdiem sakot, kļūst par subjektīvo vientulības pieredzi? Pirmais solis bija labāk izprast DRN neironu lomu šajā garīgajā stāvoklī.

DRN neironi šeit ir parādīti dopamīna sistēmā un pakārtotajā shēmā.

METĪJS UNGLESS/LONDONAS IMPERIĀLĀ KOLEDŽA GILLIAN MATTHEWS / KAY TYE / MIT GILLIAN MATTHEWS / KAY TYE / MIT

Viena no pirmajām lietām, ko Tajs un Metjūss pamanīja, bija tas, ka, stimulējot šos neironus, dzīvnieki, visticamāk, meklēja sociālo mijiedarbību ar citām pelēm. Vēlākā eksperimentā viņi parādīja, ka dzīvnieki, ja viņiem tika dota izvēle, aktīvi izvairījās no vietām savā būrī, kas, ieejot, izraisīja neironu aktivāciju. Tas liecināja, ka viņu sociālās mijiedarbības meklējumus vairāk virzīja vēlme izvairīties no sāpēm, nevis radīt baudu — pieredzi, kas atdarina riebīgo vientulības pieredzi.

Pēcpārbaudes eksperimentā pētnieki dažas peles ievietoja vieninieku kamerā uz 24 stundām un pēc tam atkal ievietoja tās sociālajās grupās. Kā jau varēja gaidīt, dzīvnieki meklēja un pavadīja neparasti daudz laika, mijiedarbojoties ar citiem dzīvniekiem, it kā viņi būtu bijuši vientuļi. Tad Taijs un Metjūss atkal izolēja tās pašas peles, šoreiz izmantojot optoģenētiku, lai apklusinātu DRN neironus pēc vientulības perioda. Šoreiz dzīvniekiem zuda vēlme pēc sociālajiem kontaktiem. Šķita, ka sociālā izolācija viņu smadzenēs nebūtu reģistrēta.

Zinātnieki jau sen ir zinājuši, ka smadzenēs ir automašīnas degvielas mērītāja bioloģiskais ekvivalents — sarežģīta homeostatiskā sistēma, kas ļauj mūsu pelēkajai vielai izsekot mūsu bioloģisko pamatvajadzību stāvoklim, piemēram, pārtikas, ūdens un miega vajadzībām. Sistēmas mērķis ir virzīt mūs uz uzvedību, kuras mērķis ir saglabāt vai atjaunot mūsu dabisko līdzsvara stāvokli.

Šķiet, ka Taijs un Metjūss ir atraduši homeostatiskā regulatora ekvivalentu grauzēju pamata sociālo kontaktu vajadzībām. Nākamais jautājums: ko šie atklājumi nozīmē cilvēkiem?

Izsalcis pēc smaida

Lai atbildētu uz šo jautājumu, Tye sadarbojas ar MIT kognitīvās neiroloģijas profesores Rebekas Sakses laboratorijas pētniekiem, kas specializējas cilvēka sociālās izziņas un emociju izpētē.

Eksperimentus ar cilvēkiem ir daudz grūtāk izstrādāt, jo optoģenētikai nepieciešamā smadzeņu operācija nav risinājums. Taču ir iespējams pakļaut vientuļus cilvēkus draudzīgu cilvēku attēliem, kas piedāvā sociālas norādes, piemēram, smaidu, un pēc tam uzraudzīt un reģistrēt asins plūsmas izmaiņas dažādās smadzeņu daļās, izmantojot fMRI attēlu. Un, pateicoties iepriekšējiem eksperimentiem, zinātniekiem ir laba ideja par to, kur meklēt smadzenēs — apgabalu, kas ir analoģisks tai, kuru Metjū un Taijs pētīja ar pelēm.

Pagājušajā gadā Līvija Tomova, pēcdoktore, kas pārrauga pētījumus Saxe laboratorijā, pieņēma darbā 40 brīvprātīgos, kuri paši atzina, ka viņiem ir plaši sociālie tīkli un ļoti zems vientulības līmenis. Tomova izsūtīja savus subjektus uz laboratorijas istabu un 10 stundas aizliedza jebkādu cilvēku kontaktu. Salīdzinājumam Tomova lūdza tos pašus dalībniekus atgriezties uz otro 10 stundu sesiju, kurā bija daudz sociālās mijiedarbības, bet nebija ēdiena.

Tomova un Sakse izmantoja fMRI skenēšanu, lai noteiktu smadzeņu reakciju uz pārtiku un sociālo mijiedarbību pēc badošanās un izolācijas periodiem. Labajā pusē redzamā skenēšana parāda smadzeņu vidusdaļu aktivitāti, kas saistīta ar atlīdzību.

Katras sesijas beigās subjektiem tika lūgts iekāpt fMRI skenerī, un viņi tika pakļauti dažādiem attēliem: daži rādīja cilvēkus, kas piedāvāja neverbālus sociālos signālus, bet citi saturēja ēdiena attēlus.

Atšķirībā no Taja un Metjūsa, Tomova nespēja iekļūt atsevišķos neironos. Bet viņa varēja izsekot asins plūsmas izmaiņām lielākos skenēšanas apgabalos, kas pazīstami kā vokseļi; katrs vokselis parādīja vairāku tūkstošu neironu atsevišķu populāciju mainīgo aktivitāti. Tomova koncentrējās uz vidussmadzeņu zonām, par kurām zināms, ka tās ir bagātas ar neironiem, kas saistīti ar neirotransmitera dopamīna ražošanu un apstrādi.

Šīs jomas citos eksperimentos jau ir saistītas ar sajūtu, ka kaut ko vēlas vai tieksme. Tās ir zonas, kas iedegas, reaģējot uz ēdiena attēliem, kad cilvēks ir izsalcis, vai ar narkotikām saistītiem attēliem cilvēkiem ar atkarību. Vai viņi darītu to pašu vientuļiem cilvēkiem, kuriem tiek rādīti smaida attēli?

Atbilde bija skaidra: pēc sociālās izolācijas subjektu smadzeņu skenēšana parādīja daudz lielāku aktivitāti smadzeņu vidusdaļā, kad viņiem tika parādīti sociālo signālu attēli. Kad subjekti bija izsalkuši, bet nebija bijuši sociāli izolēti, viņiem bija līdzīga reakcija uz pārtikas norādēm, bet ne uz sociālajām norādēm.

Neatkarīgi no tā, vai tā ir tieksme pēc sociālajiem kontaktiem vai tieksme pēc citām lietām, piemēram, pārtikas, šķiet, ka tas tiek attēlots ļoti līdzīgā veidā, saka Tomova.

Pandēmijas eksperiments

Izpratne par to, kā smadzenēs rodas izsalkums pēc sociālajiem kontaktiem, varētu padziļināti izprast sociālās izolācijas lomu dažās slimībās.

Objektīva vientulības mērīšana smadzenēs, nevis jautāšana cilvēkiem, kā viņi jūtas, varētu sniegt zināmu skaidrību, piemēram, par saikni starp depresiju un vientulību. Kas ir pirmais — vai depresija izraisa vientulību vai vientulība izraisa depresiju? Un vai sociālā iejaukšanās, kas piemērota īstajā laikā, var palīdzēt cīnīties ar depresiju?

Ieskats vientulības shēmā smadzenēs varētu arī nedaudz izgaismot atkarību, kurai atsevišķi dzīvnieki ir vairāk pakļauti, liecina daži pētījumi. Pierādījumi šķiet īpaši spēcīgi attiecībā uz pusaudžiem, kuri, šķiet, ir vēl jutīgāki pret sociālās izolācijas ietekmi nekā vecāki vai jaunāki dzīvnieki. Cilvēki vecumā no 16 līdz 24 gadiem visbiežāk ziņo, ka jūtas vientuļi, un šajā vecumā vispirms sāk izpausties daudzi garīgās veselības traucējumi. Vai ir kāds savienojums?

Ieskats vientulības shēmā smadzenēs varētu nedaudz izgaismot atkarību.

Taču visredzamākā pašreizējā vajadzība varētu būt atbilde uz Covid pandēmijas izraisīto sociālo izolāciju. Dažas interneta aptaujas neliecina par vispārēju vientulības pieaugumu kopš pandēmijas sākuma, bet kā ir ar cilvēkiem, kuriem ir vislielākais garīgās veselības problēmu risks? Kad viņi ir izolēti, kurā brīdī tas sāk apdraudēt viņu psiholoģisko un fizisko labsajūtu? Un kāda veida iejaukšanās varētu viņus pasargāt no šīm briesmām? Tiklīdz mēs varam izmērīt vientulību, mēs varam sākt to noskaidrot, padarot daudz vieglāk izstrādāt mērķtiecīgus pasākumus.

Būtisks jautājums turpmākajiem pētījumiem ir tas, cik daudz un kāda veida pozitīva sociālā mijiedarbība ir pietiekama, lai apmierinātu šo pamatvajadzību un tādējādi novērstu neironu tieksmes reakciju, Tomova un Tye rakstīja priekšdrukā no viņu gaidāmā papīra, kas publicēts marta beigās. Viņi rakstīja, ka pandēmija uzsvēra nepieciešamību labāk izprast cilvēku sociālās vajadzības un neironu mehānismu, kas ir sociālās motivācijas pamatā. Pašreizējais pētījums ir pirmais solis šajā virzienā.

Tas, parasti nepietiekami novērtētajā zinātnes valodā, liecina par pilnīgi jaunas pētniecības jomas dzimšanu — tas nav nekas, kas jums bieži ir liecinieks, nemaz nerunājot par daļu no tā.

Man tas ir tik aizraujoši, jo tie visi ir jēdzieni, par kuriem mēs esam dzirdējuši miljons reižu psiholoģijā, un pirmo reizi mūsu smadzenēs ir šūnas, kuras mēs varam saistīt ar sistēmu, saka Tye. Un, kad jums ir viena šūna, jūs varat izsekot atpakaļ, jūs varat izsekot uz priekšu; varat noskaidrot, kas atrodas augšpus; jūs varat noskaidrot, ko dara visi augšpus esošie neironi un kādi sūtņi tiek sūtīti, saka Tye. Tagad jūs varat atrast visu ķēdi; jūs zināt, kur sākt.

paslēpties