Часть головного мозга отвечающего за эмоции

Эмоциональная карта мозга: почему мы стыдимся висками, а боимся миндалинами

Наталия Киеня

Откуда в человеке берутся чувства? Известно, что за них отвечает наш головной мозг, — но в каких его областях рождаются те или иные эмоции? Т&P публикуют перевод статьи и составляют «эмоциональную карту мозга», чтобы понять, чем мы чувствуем, отчего гнев похож на счастье и почему человек не может жить без нежных прикосновений.

Вина и стыд: височные доли

Нам легко понять, как память или счет могут быть процессами, протекающими в головном мозгу. Однако с чувствами все не так гладко — отчасти потому, что в речи мы используем фразы вроде «разбить сердце» для описания грусти или «залиться краской» для описания стыда. И все же чувства — это явление из области нейрофизиологии: процесс, проходящий в тканях главного органа нашей нервной системы. Сегодня мы может отчасти оценить его благодаря технологии нейровизуализации.

В рамках своих исследований Петра Михль и несколько ее коллег из Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене недавно сделали серию МРТ-снимков. Они стремились найти зоны мозга, которые отвечают за нашу способность чувствовать себя виноватыми или пристыженными. Ученые выяснили, что стыд и вина, похоже, являются соседями по «кварталу», хотя для каждого из этих чувств и предусмотрена своя анатомическая область.

Специалисты попросили участников эксперимента вообразить, будто они ощущают вину или стыд, и в обоих случаях это активировало височные доли мозга. При этом стыд задействовал в них переднюю поясную кору, которая следит за внешней средой и сообщает человеку об ошибках, и парагиппокампальную извилину, ответственную за запоминание сцен из прошлого. Вина, в свою очередь, «включала» латеральную затылочно-височную извилину и среднюю височную извилину — центр вестибулярного анализатора. Кроме того, у пристыженных людей начинали работать передние и средние лобные извилины, а у тех, кто ощущал вину, активизировались миндалевидные тела (миндалины) и островковая доля. Последние две зоны мозга входят в лимбическую систему, которая регулирует наши базовые эмоции из серии «бей или беги», работу внутренних органов, кровяное давление и другие параметры.

Сравнив МРТ-снимки мозга людей разного пола, ученые обнаружили, что у женщин вина затрагивала только височные доли, а у мужчин параллельно начинали работать лобные доли, затылочные доли и миндалины — одни из самых древних элементов мозга, которые отвечают за чувство страха, гнева, паники и удовольствия.

Страх и гнев: миндалевидное тело

Во время внутриутробного развития эмбриона лимбическая система формируется сразу после ствола, который организует рефлексы и связывает головной мозг со спинным. Ее работа — чувства и действия, которые нужны для выживания вида. Миндалины — важный элемент лимбической системы. Эти области располагаются вблизи гипоталамуса, внутри височных долей, и активизируются, когда мы видим пищу, сексуальных партнеров, соперников, плачущих детей и так далее. Разнообразные реакции организма на страх — тоже их работа: если ночью в парке вам кажется, будто за вами следует незнакомец, и ваше сердце начинает бешено колотиться, это происходит благодаря активности миндалин. В ходе нескольких независимых исследований, проведенных в различных центрах и университетах, специалистам удалось выяснить, что даже искусственная стимуляция этих областей вызывает у человека чувство приближения неминуемой опасности.

Гнев — это во многом тоже функция миндалевидных тел. Однако он разительно отличается от страха, печали и других негативных эмоций. Человеческий гнев удивителен тем, что похож на счастье: как радость и удовольствие, он заставляет нас двигаться вперед, в то время как страх или горе вынуждают отстраниться. Как и другие эмоции, гнев, злоба и ярость охватывают самые разные участки мозга: ведь чтобы реализовать их импульс, этому органу нужно оценить обстановку, обратиться к памяти и опыту, отрегулировать выработку гормонов в теле и сделать многое другое.

Нежность и утешение: соматосенсорная кора

Во многих культурах грусть и потрясение принято скрывать: например, в британском английском даже существует идиоматическое выражение «keep a stiff upper lip», которое означает «не выдавать своих чувств». Тем не менее нейробиологи утверждают, что с точки зрения физиологии мозга человеку просто необходимо участие других людей. «Клинические эксперименты показывают, что одиночество провоцирует стресс больше, чем любой другой фактор», — рассказывает немецкий ученый, автор книги «Наука счастья» Стефан Кляйн. «Одиночество — это бремя для мозга и тела. Его результатом становится беспокойство, беспорядок в мыслях и чувствах (следствие работы гормонов стресса) и ослабление иммунной системы. В изоляции люди делаются печальными и больными».

Одно исследование за другим показывает, что дружеское общение полезно для человека физически и духовно. Оно продлевает жизнь и улучшает ее качество. «Одно прикосновение того, кто вам близок и заслуживает вашего доверия, облегчает печаль», — говорит Стефан. «Это следствие работы нейромедиаторов — окситоцина и опиоидов, — которые высвобождаются в моменты нежности».

Недавно британским исследователям удалось подтвердить теорию полезности ласки с помощью компьютерной томографии. Они выяснили, что прикосновения других людей вызывают сильные всплески активности в соматосенсорной коре, которая и так работает постоянно, отслеживая все наши тактильные ощущения. Ученые пришли к выводу, что импульсы, которые возникают, если кто-то нежно касается нашего тела в тяжелые минуты, связаны с процессом вычленения из общего потока критически важных стимулов, способных все для нас изменить. Специалисты также заметили, что участники эксперимента переживали горе легче, когда их держал за руку незнакомец, и намного легче, когда их ладони касался близкий человек.

Радость и смех: префронтальная кора и гиппокамп

Когда мы испытываем радость, переживаем счастье, смеемся или улыбаемся, в нашем мозгу «зажигается» множество разных участков. В процесс создания и обработки положительных эмоций вовлекаются уже знакомое нам миндалевидное тело, префронтальная кора, гиппокамп и кора передней островковой доли большого мозга, так что чувство радости, как гнев, печаль или страх, охватывает весь мозг.

В радостные моменты правая миндалина становится намного активнее левой. Сегодня распространено мнение, что левое полушарие нашего мозга отвечает за логику, а правое — за творчество. Однако с недавних пор мы знаем, что это не так. Для выполнения большинства функций мозгу требуются обе части, хотя асимметрия полушарий существует: например, крупнейшие речевые центры располагаются слева, в то время как обработка интонации и акцентов больше локализуется справа.

Префронтальная кора — это несколько областей лобных долей мозга, которые находятся в передней части полушарий, сразу за лобной костью. Они связаны с лимбической системой и отвечают за нашу способность определять свои цели, вырабатывать планы, достигать нужных результатов, менять курс и импровизировать. Исследования показывают, что в счастливые моменты у женщин префронтальная кора левого полушария активнее, чем та же область справа.

Гиппокампы, которые находятся в глубине височных долей, вместе с миндалинами помогают нам отделить важные эмоциональные события от незначительных, чтобы первые можно было сохранить в долговременной памяти, а вторые — выкинуть. Иными словами, гиппокампы оценивают счастливые события с точки зрения их значимости для архива. Кора передней островковой доли большого мозга помогает им делать это. Она тоже связана с лимбической системой и активнее всего ведет себя, когда человек вспоминает приятные или печальные события.

Похоть и любовь: не эмоции

Сегодня человеческий мозг изучают тысячи нейробиологов по всему миру. Тем не менее пока науке не удалось точно определить, что такое эмоция и чувство. Нам известно, что многие чувства рождаются в лимбической системе — одном из самых древних элементов мозга. Однако, возможно, не все, что мы традиционно признавали эмоциями, действительно является ими. Например, вожделение с точки зрения физиологии мозга не похоже на страх или радость. Его импульсы формируются не в миндалинах, а в вентральном стриатуме, который еще называют «центром вознаграждения». Эта область также активизируется во время оргазма или поедания вкусной пищи. Некоторые ученые даже сомневаются в том, что вожделение — это чувство.

При этом вожделение отличается от любви, которая активирует дорсальный стриатум. Любопытно то, что ту же зону мозг задействует, если человек употребляет наркотики и попадает в зависимость от них. Тем не менее в периоды влюбленности мы определенно испытываем счастье, страх, гнев и печаль чаще, чем в спокойные периоды, — а это означает, что любовь, возможно, стоит считать суммой эмоций, желаний и импульсов.

Источник

PsyAndNeuro.ru

Постинсультные депрессии при поражении лобной доли

По данным всемирной организации здравоохранения ежегодно у 15 миллионов людей по всему миру случается инсульт. Развитие постинсультной депрессии является частым (30-60%) осложнением инсульта, которое серьезно ограничивает реабилитацию больных и ухудшает прогноз пациентов в будущем. В настоящее время точный механизм развития постинсультной депрессии не ясен, и его понимание – ключ для разработки точечной и эффективной терапии.

Отсюда и возникает интерес в исследовании структурных и функциональных аномалий головного мозга, связанных с постинсультной депрессией. Ученые Южного медицинского университета Китая провели исследование на базе больницы Чжу Цзян с целью выявления закономерностей между определенной локализацией повреждения и развитием постинсультной депрессии. В предыдущих работах, посвященных изучению постинсультной депрессии, все типы пациентов анализировались вместе, без уделения внимания базовым факторам инсульта: его типа, локализации поражения и его размера, длительности течения заболевания; что приводило к высокой разнородности получаемых данных. Китайские исследователи посчитали важным проводить изучение сетей мозга на определенных типах больных с постинсультной депрессией для увеличения надежности выводов.

В клинической практике поражение лобной доли при инсульте чаще всего способствует развитию постинсультной депрессии, так как она является важной частью системы обработки эмоций и имеет большое количество связей с другими зонами головного мозга (например, с таламусом, поясной корой и гиппокампом). Вероятно, что поражение именно лобной доли ведет к эмоциональным расстройствам. Поэтому ученые выбрали пациентов с поражением лобной доли для изучения влияния локализации повреждения на эмоциональную систему механизма развития постинсультной депрессии. Ученые также отмечают, что их работа является первым исследованием, которое сочетает методы воксель-базированной морфометрии и анализа функциональной связности в покое для изучения аномалии головного мозга у пациентов с постинсультной депрессии при поражении лобной доли.

Материалы и методы

Для исследования было отобрано 30 пациентов больницы Чжу Цзян Южного медицинского университета, которые соответствуют следующим критериям:

• возраст от 60 до 70 лет;
• использование правой руки как ведущей;
• наличие неврологической симптоматики и соответствующему ей повреждению головного мозга;
• нахождение в периоде восстановления (от 3 месяцев до 1 года) после инсульта со стабильной симптоматикой;
• единичная зона инфаркта размером от 3 до 5 см, локализованная в правой лобной доле;
• пациенты в ясном сознании, способные взаимодействовать с интервьюером;
• оценка по шкале NIHSS не более 6 баллов;
• оценка индекса Бартера более 60 баллов;
• без предшествующих ишемических или геморрагических инсультов в анамнезе;
• без психиатрического анамнеза, эпизодов злоупотребления наркотиками.

Каждый больной прошел клиническое интервью с опытным нейропсихологом, который провел диагностику депрессии в соответствии с критериями DSM-IV. Тяжесть депрессии оценивалась по шкале HAMD-24. В результате пациенты были распределены по двум группам:

• пациенты с постинсультной депрессией (13 человек): соответствие критериям депрессии по DSM-IV и оценка по шкале HAMD-24 более чем 17 баллов;
• пациенты без постинсультной депрессии (17 человек).

Также всем участвующим в испытание пациентам была проведена оценка когнитивных функций (MMSE) и активности жизнедеятельности (индекс Бартела).

Каждый пациент прошел МРТ и фМРТ покоя, по 6 минут каждое исследование.

Воксель-базированная морфометрия – метод нейровизуализации, способный отражать объемную плотность коры зон мозга и использующий для этого специализированное программное обеспечение (в данном случае SPM8). В ходе воксель-базированной морфометрии происходит постпроцессорная обработка данных МРТ.

Морфометрия выполняется в несколько этапов:

1. Проверка данных нейровизуализации на наличие артефактов, структурных аномалий и патологий, и выделение основных структур головного мозга: серого и белого вещества, цереброспинальной жидкости;

2. Создание специального шаблона из всех изображений серого вещества
обработка изображений серого вещества головного мозга, корректировка, сглаживание структур и предварительный статистический анализ;

3. На завершающем этапе проводится статистическая обработка подготовленных изображений, результатом которой является выявление зон достоверных различий для качественной оценки;

Анализ функциональной связности в покое

Seed-based метод – гипотетический подход, при котором определенный участок выбирается в качестве эталона, и рассчитываются временные корреляции между ним и другими участками головного мозга. Данный метод позволяет выявить изменения функциональной связности, которые характерны для нейропсихических заболеваний.

В качестве эталона (seed-region) исследователями были выбраны обе стороны передней поясной коры (ППК), так как она входит в лимбическую систему. Лимбическая система является важным узлом системы эмоций, включающий дэфолт-систему мозга и сеть внимания, и имеет богатые нервные связи с миндалевидным телом, таламусом и гиппокампом. Также ППК активно участвует в обмене информацией с префронтальной корой (ПФК). Выбор передней поясной коры как ROI (region of interest) может стать важным этапом в изучении механизма развития постинсультной депрессии. Карты функциональной связности (ФС) всего головного мозга были сгенерированы отдельно для каждой группы больных.

Результаты

Результаты анализа воксель-базированной морфометрии

У пациентов с постинсультной депрессией отмечалось уменьшение объема серого вещества в ПФК, лимбической системе, первичной и вторичной сенсорной коре, дополнительной моторной области. При этом выраженное уменьшение серого вещества (особенно в лимбической системе) было локализовано в правом полушарии, а уменьшение объема ПФК – в обоих полушариях.

Изображение 1. Участки головного мозга со значительно измененным объемом серого вещества у пациентов с постинсультной депрессией по сравнению с пациентами без постинсультной депрессии.

Результаты анализа функциональной связности покоя

В карте ФС для левой ППК у пациентов с постинсультной депрессией отмечается:

• увеличение ФС в мозжечке, височном поле, парагиппокамповой и гиппокамповой извилинах, островке, миндалевидном теле, и вторичной соматосенсорной области;
• уменьшение ФС в орбитофронтальной, дорсолатеральной префронтальной, вентромедиальной префронтальной коре, средней и задней поясной коре, и вторичной моторной области.

Изображение 2. Участки головного мозга со значительно измененными связями с правой ППК у пациентов с постинсультной депрессией по сравнению с пациентами без постинсультной депрессии.

Карта ФС для правой ППК демонстрирует, что у пациентов с постинсультной депрессией отмечается:

• увеличение ФС в мозжечке, парагиппокамповой и гиппокамповой извилинах и в островке;
• значительное уменьшение ФС в ПФК, затылочном поле, средней и задней поясной коре,таламусе, первичной моторной и соматосенсорной зонах.

Изображение 3. Участки головного мозга со значительно измененными связями с левой ППК у пациентов с постинсультной депрессией по сравнению с пациентами без постинсультной депрессии.

Интерпретация полученных результатов

В ходе исследования не было найдено значительных отличий в результатах оценок NIHSS, MMSE и индекса Бартела между двумя исследуемыми группами. Несмотря на то, что пациенты из обеих групп пострадали от серьезной неврологической травмы, было обнаружено несколько субъектов без депрессивной симптоматики или с низкими баллами по шкале HAMD-24. Это говорит о том, что нервное повреждение может быть не ключевым фактором для развития постинсультной депрессии.

Полученные результаты согласуются с предыдущими исследованиями, которые демонстрируют уменьшение объема серого вещества в ППК, СПК, ПФК и островке у пациентов с постинсультной депрессией. Более того, регионы с уменьшенным объемом серого вещества в основном были расположены в ипсилатеральном повреждению полушарии.

Уменьшение объема серого вещества в первичной моторной, первичной и вторичной соматосенсорной коре может объяснить феномен аномального двигательного и сенсорного расслабления у пациентов с постинсультной депрессией.

Левая ПФК и ППК тесно связаны с системой вознаграждения, и обнаруженное снижение ФС между этими двумя зонами у пациентов с постинсультной депрессией может объяснить снижение функции системы вознаграждения. Нарушения в развитии ППК вместе с повреждениями в вентромедиальной префронтальной коре могут быть субстратом для социо-когнитивного дефицита при аутизме, что также может играть роль в развитии постинсультной депрессии и влиять на реабилитацию пациентов.

Множество исследований указывают на то, что повреждение миндалевидного тела играет свою роль в патофизиологии депрессивных болезней. Результаты же этого исследования показали, что увеличение ФС левой стороны миндалевидного тела с ППК, может быть причиной усиления негативных эмоций у пациентов с постинсультной депрессией. Также миндалевидное тело тесно связано с социофобией, и увеличение ФС в этой области усиливает уровень социального уклонения, тем самым негативно влияя на последующую социальную адаптацию пациента.

Считается, что гиппокампова извилина участвует в процессах формирования кратковременной памяти и эмоционального контроля. Увеличение ФС между ней и правой ППК может способствовать ускорению передачи негативных эмоций. Результаты исследования показывают, что чрезмерная активация гиппокамповой извилины усиливает негативные аспекты эмоциональной памяти, тем самым делая пациентов более тревожными и пессимистичными. У пациентов с постинсультной депрессией отмечено уменьшение объема серого вещества правой гиппокамповой извилины, что может играть роль в развитии постинсультной депрессии.

Сниженный объем серого вещества в таламусе и лобной доле может оказывать негативное влияние на систему вознаграждения, что может быть причиной замедления мышления при постинсультной депрессии.

Так как островок расположен в центральной части полушарий головного мозга, это позволяет ему быть в тесной связи с остальными зонами – такими как сенсорная, поясная и префронтальная кора. Структурный дефицит островка и увеличенная ФС с ППК могут быть причиной повышенной чувствительности к тревоге. Также ФС между островком и ППК может усиливать чувства социального отвращения при постинсультной депрессии.

Ученые обнаружили, что постинсультные повреждения фронтальной доли могут нарушать маршрут проводимости лимбической системы ипсилатерального полушария. В результате чего ФС между височным полем и ППК ипсилатерального полушария уменьшается, тогда как между височным полем и ППК контралатерального полушария компенсаторно увеличивается. В то же время некоторые ученые предполагают, что ФС между ППК и височным полем модулируется фронтальной корой. В итоге данные результаты показывают роль лобной доли в развитии депрессии, что может быть причиной высокой частоты ее возникновения при поражении лобной доли.

Уменьшение ФС ППК с первичной моторной корой и дополнительной моторной областью может объяснить наличие более сильных моторных нарушений у больных с постинсультной депрессией. Также уменьшение ФС в дефолт-системе мозга (ПФК, задняя поясная кора, угловая извилина, височное поле) может объяснить, почему пациенты с постинсультной депрессией проявляют безразличие и избегают общество.

В итоге, инсультное повреждение головного мозга снижает возбудимость зон головного мозга в ипсилатеральном полушарии. Постинсультная депрессия оказывает влияние на настроение через нейросеть префронтального-лимбического пути. Некоторые сети головного мозга, включая моторную кору и дефолт-систему мозга, показывают иные характеристики нейросетей у пациентов с постинсультной депрессией.

PSD – post stroke depression
постинсультная депрессия
FC – functional connectivity – Функциональная связность – это связь между областями мозга, которые разделены функциональными свойствами. Она рассматривает отклонения от статистической независимости между распределенными и возможно пространственно удаленными нейронными единицами (http://ceur-ws.org/Vol-1752/paper43.pdf)

VBM – voxel-based morphometry – воксель-базированная морфометрия
GMD – gray matter density – плотность серого вещества
ACC – anterior cingular cortex –
ППК – передняя поясная кора
MCC – mid-cingulate cortex
СПК – средняя поясная кора
OFC – orbitofrontal cortex
ОФК – орбитофронтальная кора

DLPFC – dorsolateral prefrontal cortex
ДЛПФК

VMPFC – ventromedial prefrontal cortex
ВМПФК
HP – gippocampus gyrus
ГИ – гиппокампова извилина
PHP – paragippocampa gyrus
ПГИ – парагиппокампова извилина
M1 – primary motor cortex
ПДК – первичная двигательная кора

S1 – primary sensory area
ПСО – первичная соматосенсорная область
S2 – secondate sensory area
ВСО – вторичная соматосенсорная область
SMA – suplementary motor area
ДМО – дополнительная моторная область
BOLD – blood oxygen level-dependent

Подготовил: Долгов В.В.

Источник: Yu Shi et al. A Study of the Brain Abnormalities of Post-Stroke Depression in Frontal Lobe Lesion. Sci Rep . 2017; 7: 13203.

Источник