TechFusion.ruЗдоровьеКак это устроено: нейростимуляция от зависимостей

Как это устроено: нейростимуляция от зависимостей

зависимостей

В рубрике «Как это устроено» мы рассматриваем всем известные явления, открытия и изобретения с точки зрения науки — и рассказываем о сложных исследованиях простыми словами

В прошлом выпуске мы рассказывали о том, как устроена сила воли и что мешает эффективному самоконтролю. Мы также привели несколько советов для тех, кому сложно противостоять своим импульсам.

Ученые пошли дальше — они уже разработали прототип устройства, которое (надеемся) поможет безвольным людям контролировать свои порывы. Пока что технологию испытывали только на мышах, но есть основания полагать, что она поможет и людям. Давайте разберемся, как работает это устройство.

Шаг первый: создать зависимость

Вкратце напомним содержание предыдущей «серии» про волю и самоконтроль. Импульсивное поведение, которое в конечном итоге приводит к зависимости, завязано на работе дофаминовой «системы вознаграждения». Когда мы видим что-то, что обещает нам приятные ощущения, мозг реагирует выбросом дофамина — гормона «предвкушения удовольствия». Центром удовольствия, куда «стекается» дофамин, является структура мозга под названием прилежащее ядро. Неоптимальная работа дофаминовых рецепторов в прилежащем ядре может быть одной из причин импульсивности — и увеличивать риск зависимостей.

Вернемся к экспериментам на мышах. Ученые имплантировали в их прилежащее ядро специальные электроды, которые должны были измерять локальный ответ нейронов — их реакцию на возбуждающие стимулы. В качестве основного соблазна выбрали еду, а именно богатый жирами корм.

эксперимент

via PixaBay.com

В течение десяти дней до начала основного эксперимента мышей откармливали этой вредной едой, которая, как уже знали ученые из прошлых исследований на грызунах, должна была сформировать нарушение пищевого поведения. Этот жирный корм для мышей — как фастфуд для людей: вызывает много удовольствия и формирует зависимость, побуждая есть его еще и еще.

К десятому дню все грызуны уже «подсели» на жирный корм. Была также контрольная группа грызунов, которая питалась обычной едой. И тем, и другим с помощью электродов измеряли локальный ответ в прилежащем ядре — в нулевой день эксперимента и на десятый день; до и после принятия пищи.

Шаг второй: измерить активность

Что же показали измерения? Оказалось, что у мышей с нарушенным пищевым поведением за две секунды до того, как они набрасывались на жирный корм, увеличивалась активность в низкочастотном (дельта) диапазоне. Пик этих волн наступал за секунду до начала трапезы. У грызунов, которые ели обычный корм, подобных изменений в прилежащем ядре не обнаружили. Значит, дело не в ожидании еды в принципе, а именно в предвкушении вкусной пищи, еды как награды.

Чтобы проверить, происходят ли подобные пики активности при выполнении других действий, которые тоже задействуют центры удовольствия, но не вызывают такого сильного кайфа и не приводят к зависимостям, — ученые предложили грызунам пообщаться с юными сородичами. Такая социальная активность обычно приносит животным удовольствие. Однако перед контактом с молодыми мышами в прилежащем ядре испытуемых не было обнаружено таких же сильных пиков дельта-волн, как перед приемом вкусной еды.

Ученые сделали вывод, что у наиболее приятных импульсивных действий, которые могут приводить к формированию зависимостей, есть свой особый нейрофизиологический рисунок. И он заключается в увеличенной дельта-активности в прилежащем ядре за пару секунд до того, как организм поддастся соблазну.

Шаг третий: ответная нейростимуляция

Для того, чтобы прервать порочный круг «ожидание удовольствия — импульсивный поступок — еще более томительное ожидание следующего удовольствия», который и приводит к зависимости, ученые решили использовать ответную нейростимуляцию.

Этот метод уже с успехом используют в лечении эпилепсии. Когда в определенном участке мозга регистрируется особая активность, предшествующая эпилептическим судорогам, электроды стимулируют эту зону мозга специальным образом, предотвращая их.

По такому же принципу ученые решили стимулировать прилежащее ядро, когда дельта-активность в этой области превышала определенный порог, что говорило о приближении соблазна и опасности импульсивного поведения. Когда стимулировали мышей с пищевой зависимостью, грызуны стали съедать гораздо меньше «фастфуда».

Ученые также решили проверить, не будет ли у такой стимуляции побочных эффектов. Существовал риск, что если снизить мотивацию к употреблению пищи, то она уменьшится и в других сферах жизни. Но, к радости исследователей, опасения не подтвердились: мыши, у которых контролировали импульсы к нездоровому пищевому поведению, продолжали активно двигаться и общаться с другими грызунами.

Сработает ли это на человеке?

Есть вполне неплохие шансы, что сработает. Пока что ученые проверили это лишь на одном испытуемом, который позволил буквально залезть ему в голову.

Пациент, который стал участником эксперимента, страдал от запущенной формы обсессивно-компульсивного расстройства (это расстройство поведения, при котором человек не может справиться с тревогой и совершает массу навязчивых действий — ритуалов — для своего успокоения). Чтобы помочь ему совладать с болезнью, врачи решили имплантировать ему в мозг электроды для нейростимуляции. И как раз во время этой операции появился шанс проверить активность его прилежащего ядра в ожидании награды. Это не имело особого отношения к лечению обсессивно-компульсивного расстройства — просто добрый пациент согласился помочь во имя науки.

Итак, испытуемому предложили тест, в рамках которого он мог нажимать на кнопку и ожидать денежный приз. Когда участник эксперимента ожидал крупный выигрыш, у него в прилежащем ядре возрастала та самая дельта-активность, которую ученые ранее заметили у мышей.

А значит, есть шанс, что если медики будут вживлять электроды в мозг зависимым или просто импульсивным людям, те смогут без труда сдерживать вредные импульсы.

А судьи кто?

Все это звучит очень обнадеживающе. Но возникает вопрос: как определить, какой импульс останавливать, а какой можно и разрешить?

Ведь жить совсем уж без вредных, но таких приятных импульсов — съесть вкусно пахнущую булочку, выпить бокал вина, купить очередную футболку с прикольной надписью — станет совсем скучно. Как говорится, «живу я правильно, но зря».

зависимостей

via PixaBay.com

Можно было бы, конечно, придумать какую-то «красную кнопку». Например, в специальном приложении на смартфоне: нажимаешь на нее, и электроды подают нужный сигнал — импульсивное поведение остановлено. Не нажимаешь — совершаешь задуманный поступок.

Но вот в чем беда: не нажать эту кнопку — означает поддаться импульсу. Умная система в мозге должна будет распознать этот коварный лайфхак и послать соответствующие сигналы. А значит, в теории человек всегда будет нажимать на кнопку — и никаких соблазнов, никаких послаблений.

Придумают ли ученые, как обойти это ограничение и сделать «гибкую» систему по борьбе с зависимостями и импульсивным поведением? Будем следить за новостями и надеяться, что у них это получится.

Фото на обложке: PixaBay.com