Kodėl jautiesi vienišas? Neuromokslai pradeda rasti atsakymus.

Neurologo vienatvės medžioklė galėtų padėti mums geriau suprasti socialinės izoliacijos išlaidas. 2020 m. rugsėjo 4 d Kay Tye nuotrauka

Jenny Siegwart





Dar gerokai anksčiau, nei pasaulis dar nebuvo girdėjęs apie COVID-19, Kay Tye nusprendė atsakyti į klausimą, kuris socialinio atsiribojimo amžiuje įgavo naują atgarsį: ar žmonės jaučiasi vieniši, ar jie trokšta socialinio bendravimo taip pat, kaip alkanas žmogus. nori maisto? Ir ar ji ir jos kolegos galėtų aptikti ir išmatuoti šį alkį smegenų neuroninėse grandinėse?

Vienatvė yra universalus dalykas. Jei paklausčiau žmonių gatvėje: „Ar žinote, ką reiškia būti vienišam?“, tikriausiai 99 ar 100% žmonių atsakytų „taip“, – aiškina Salko biologijos mokslų instituto neurologas Tye. Atrodo pagrįsta teigti, kad tai turėtų būti neurologijos sąvoka. Tiesiog niekas niekada nerado būdo, kaip jį išbandyti ir lokalizuoti konkrečiose ląstelėse. Tai mes ir stengiamės daryti.

Pastaraisiais metais atsirado didžiulė mokslinė literatūra, siejanti vienatvę su depresija, nerimu, alkoholizmu ir piktnaudžiavimu narkotikais. Netgi daugėja epidemiologinių darbų, rodančių, kad vienatvė padidina tikimybę susirgti: atrodo, kad tai skatina nuolatinį hormonų, slopinančių sveiką imuninę funkciją, išsiskyrimą. Biocheminiai vienatvės pokyčiai gali paspartinti vėžio plitimą, paspartinti širdies ligas ir Alzheimerio ligą arba tiesiog nusausinti iš svarbiausių iš mūsų valios tęsti. Gebėjimas jį išmatuoti ir aptikti gali padėti nustatyti rizikos grupę ir sudaryti sąlygas naujoms intervencijos rūšims.



Artimiausiais mėnesiais daugelis perspėja, kad tikėtina, kad COVID-19 poveikis psichinei sveikatai pasireikš pasauliniu mastu. Psichiatrai jau nerimauja dėl didėjančių savižudybių ir narkotikų perdozavimo atvejų JAV, o socialinė izoliacija kartu su nerimu ir lėtiniu stresu yra viena iš galimų priežasčių. Tye sako, kad socialinės izoliacijos įtakos likusiai psichinei sveikatai pripažinimas tikrai greitai ištiks visus. Manau, kad poveikis psichinei sveikatai bus gana intensyvus ir gana greitas.

Tačiau vienatvės kiekybinis ar net apibūdinimas yra sunkus iššūkis. Tiesą sakant, taip sunku, kad neurologai ilgai vengė šios temos.

Tye sako, kad vienatvė iš esmės yra subjektyvi. Dieną galima praleisti visiškai atsiskyrus, ramiai apmąstyti ir jaustis pagyvėjusiam. Ar troškinti svetimame varge minios apsuptyje, didmiesčio širdyje ar lydint artimų draugų ir šeimos. Arba, paimti šiuolaikiškesnį pavyzdį, dalyvauti „Zoom“ skambutyje su artimaisiais kitame mieste ir jaustis glaudžiai susiję – ar net labiau vieniša nei tada, kai skambutis prasidėjo.



Šis neapibrėžtumas gali paaiškinti keistus rezultatus, gautus, kai Tye, prieš paskelbdama savo pirmąjį mokslinį straipsnį apie vienatvės neuromokslą 2016 m., ieškojo kitų straipsnių šia tema. Nors psichologinėje literatūroje ji rado tyrimų apie vienatvę, straipsnių, kuriuose taip pat buvo žodžiai ląstelės, neuronai ar smegenys, skaičius buvo lygus nuliui.

Neurologai jau seniai manė, kad klausimai apie tai, kaip vienatvė gali veikti žmogaus smegenyse, išvengtų jų duomenimis pagrįstų laboratorijų.

Nors vienatvės prigimtis tūkstantmečius rūpinosi kai kuriais didžiausių filosofijos, literatūros ir meno protų, neurologai jau seniai manė, kad klausimai apie tai, kaip ji gali veikti žmogaus smegenyse, išvengtų jų duomenimis pagrįstų laboratorijų. Kaip vertinate patirtį? O kur smegenyse net pradėtumėte ieškoti pokyčių, kuriuos sukelia toks subjektyvus jausmas?



Tye tikisi tai pakeisti kurdamas visiškai naują sritį: tokią, kurios tikslas – išanalizuoti ir suprasti, kaip mūsų juslinis suvokimas, ankstesnė patirtis, genetiniai polinkiai ir gyvenimo situacijos derinamos su aplinka ir sukuria konkrečią, išmatuojamą biologinę būseną, vadinamą vienatve. Ir ji nori nustatyti, kaip atrodo ta, atrodytų, neapsakoma patirtis, kai ji suaktyvinama smegenyse.

Jei Tye pasiseks, tai gali paskatinti naujas priemones, skirtas atpažinti ir stebėti asmenis, kuriems gresia ligos, kurias pablogina vienatvė. Tai taip pat galėtų padėti geriau susidoroti su gresiančia visuomenės sveikatos krize, kurią sukėlė COVID-19.

Vienatvės neuronų radimas

Tye apgyvendino tam tikras graužikų smegenų neuronų populiacijas, kurios, atrodo, yra susijusios su išmatuojamu socialinės sąveikos poreikiu – alkiu, kuriuo galima manipuliuoti tiesiogiai stimuliuojant pačius neuronus. Siekdama tiksliai nustatyti šiuos neuronus, Tye rėmėsi technika, kurią sukūrė dirbdama postdoktoriumi Stenfordo universiteto Karlo Deisserotho laboratorijoje.



Deisserothas buvo optogenetikos, technikos, kurios metu į smegenų ląsteles implantuojami genetiškai modifikuoti šviesai jautrūs baltymai, pradininkas; Tada mokslininkai gali įjungti arba išjungti atskirus neuronus tiesiog apšviesdami juos šviesolaidiniais kabeliais. Nors šis metodas yra per daug invazinis, kad jį būtų galima naudoti žmonėms – kaip ir injekcija į smegenis, kad būtų tiekiami baltymai, reikia šviesolaidinį laidą perverti per kaukolę ir tiesiai į smegenis – tai leidžia tyrėjams patobulinti neuronus gyvai. , laisvai judančius graužikus ir tada stebėti jų elgesį.

Tye pradėjo naudoti optogenetiką graužikams, kad atsektų nervų grandines, susijusias su emocijomis, motyvacija ir socialiniu elgesiu. Ji nustatė, kad suaktyvinusi neuroną ir identifikuodama kitas smegenų dalis, kurios reagavo į neurono duotą signalą, ji gali atsekti atskiras ląstelių grandines, kurios kartu atlieka specifines funkcijas. Tye kruopščiai atsekė ryšius iš migdolinio kūno, migdolo formos neuronų rinkinio, kuris, kaip manoma, yra baimės ir nerimo vieta tiek graužikams, tiek žmonėms.

Kay Tye

Kay Tye, Solko biologijos mokslų instituto neurologas, bando aptikti ir išmatuoti vienatvę smegenų nervinėse grandinėse.

JENNY SIEGWART

Mokslininkai jau seniai žinojo, kad stimuliuojant visą migdolinį kūną, gyvūnas gali sugniuždyti iš baimės. Tačiau stebėdamas jungčių labirintą skirtingose ​​migdolinio kūno dalyse ir iš jų, Tye sugebėjo parodyti, kad smegenų baimės grandinė sugebėjo perteikti jutimo dirgiklius kur kas daugiau niuansų, nei buvo suprasta anksčiau. Tiesą sakant, atrodė, kad tai taip pat moduliuoja drąsą.

Iki to laiko, kai Tye 2012 m. įkūrė savo laboratoriją MIT Picowerio mokymosi ir atminties institute, ji stebėjo migdolinio kūno nervinius ryšius su tokiomis vietomis kaip prefrontalinė žievė, žinoma kaip smegenų vykdomoji dalis, ir hipokampas, epizodinės atminties vieta. . Tikslas buvo sudaryti smegenų grandinių žemėlapius, kuriais remiamės norėdami suprasti pasaulį, įprasminti savo akimirkos patirtį ir reaguoti į įvairias situacijas.

Ji pradėjo tyrinėti vienatvę daugiausia dėl liūdesio. Ieškodamas naujų postdocs, Tye aptiko Gillian Matthews darbus. Būdama Londono imperatoriškojo koledžo absolventė, Matthews padarė netikėtą atradimą, kai eksperimentuose atskyrė peles vieną nuo kitos. Atrodė, kad socialinė izoliacija – pats buvimo vienatvės faktas – pakeitė smegenų ląsteles, vadinamas DRN neuronais, taip, kad jos gali turėti įtakos vienatvei.

Tye iš karto pamatė galimybes. O Dieve – tai neįtikėtina! ji prisimena galvojusi. Tai, kad socialinės izoliacijos požymius galima atsekti konkrečioje smegenų dalyje, jai buvo visiškai suprantama. Bet kur jis yra ir kaip jį rasti? Jei tai galėtų būti regionas, pagalvojau, būtų labai įdomu. Tye sako, kad per visus neuronų tyrimus aš niekada anksčiau nemačiau nieko apie socialinę izoliaciją. Kada nors.

Tye suprato, kad jei ji ir Matthews galėtų sukurti vienatvės grandinės žemėlapį, jie laboratorijoje galėtų atsakyti būtent į tokius klausimus, kuriuos ji tikėjosi ištirti: kaip smegenys socialinei izoliacijai suteikia prasmės? Kaip ir kada objektyvi nebuvimo šalia žmonių patirtis, kitaip tariant, tampa subjektyvia vienatvės patirtimi? Pirmasis žingsnis buvo geriau suprasti DRN neuronų vaidmenį šioje psichinėje būsenoje.

DRN neuronai čia rodomi dopamino sistemoje ir pasrovinėje grandinėje.
MATTHEW UNGLESS / IMPERIJOS KOLEDIJA LONDONAS GILLIAN MATTHEWS / KAY TYE / MIT GILLIAN MATTHEWS / KAY TYE / MIT

Vienas iš pirmųjų dalykų, kuriuos pastebėjo Tye ir Matthews, buvo tai, kad kai jie stimuliavo šiuos neuronus, gyvūnai dažniau ieškojo socialinio bendravimo su kitomis pelėmis. Vėlesniame eksperimente jie parodė, kad gyvūnai, gavę pasirinkimą, aktyviai vengė savo narvelių vietų, kurios, patekusios į juos, suaktyvindavo neuronus. Tai leido manyti, kad jų socialinio bendravimo siekį labiau lėmė noras išvengti skausmo, o ne patirti malonumą – patirtis, imituojanti baisų vienatvės išgyvenimą.

Tolesnio eksperimento metu mokslininkai kai kurias peles 24 valandoms įkalino į izoliaciją ir vėl įtraukė jas į socialines grupes. Kaip ir buvo galima tikėtis, gyvūnai ieškojo ir neįprastai daug laiko praleido bendraudami su kitais gyvūnais, tarsi jie būtų buvę vieniši. Tada Tye ir Matthewsas vėl išskyrė tas pačias peles, šį kartą naudodami optogenetiką, kad nutildytų DRN neuronus po vienatvės laikotarpio. Šį kartą gyvūnai prarado socialinio kontakto troškimą. Atrodė, kad socialinė izoliacija nebuvo užregistruota jų smegenyse.

Mokslininkai jau seniai žinojo, kad smegenyse yra biologinis automobilio degalų matuoklio atitikmuo – sudėtinga homeostatinė sistema, leidžianti mūsų pilkajai medžiagai sekti mūsų pagrindinių biologinių poreikių, pavyzdžiui, maisto, vandens ir miego, būklę. Sistemos tikslas yra paskatinti mus elgtis taip, kad būtų išlaikyta arba atkurta natūrali pusiausvyra.

Atrodė, kad Tye ir Matthews rado homeostatinio reguliatoriaus atitikmenį pagrindiniams graužikų socialiniams kontaktams. Kitas klausimas: ką šie atradimai reiškia žmonėms?

Alkanas šypsenos

Norėdamas atsakyti į šį klausimą, Tye dirba su mokslininkais Rebecca Saxe, MIT kognityvinės neurologijos profesorės, kuri specializuojasi žmogaus socialinio pažinimo ir emocijų tyrime, laboratorijoje.

Eksperimentus su žmonėmis kur kas sunkiau planuoti, nes optogenetikai reikalinga smegenų operacija nėra išeitis. Tačiau įmanoma vienišiems žmonėms parodyti draugiškų žmonių nuotraukas, siūlančias socialines užuominas, pavyzdžiui, šypseną, ir stebėti bei registruoti kraujotakos pokyčius įvairiose smegenų dalyse naudojant fMRI vaizdą. Ir dėl ankstesnių eksperimentų mokslininkai puikiai supranta, kur smegenyse reikia žiūrėti – sričiai, panašiai į tą, kurią Matthews ir Tye tyrinėjo su pelėmis.

Praėjusiais metais Saxe laboratorijoje atliekamus tyrimus prižiūrėjusi doktorantė Livia Tomova įdarbino 40 savanorių, kurie patys pripažino, kad turi didelius socialinius tinklus ir labai žemą vienišumo lygį. Tomova ištrėmė savo tiriamuosius į laboratorijos kambarį ir 10 valandų uždraudė bet kokį kontaktą su žmonėmis. Palyginimui, Tomova paprašė tų pačių dalyvių sugrįžti antrai 10 valandų seansui, kuriame buvo daug socialinio bendravimo, bet nebuvo maisto.

Tomova ir Saxe naudojo fMRT, kad išmatuotų smegenų reakciją į maistą ir socialinę sąveiką po badavimo ir izoliacijos laikotarpių. Nuskaitymas dešinėje rodo vidurinių smegenų veiklą, susijusią su apdovanojimais.
fmri nuskaityti vidurines smegenis


fmri nuskaitymas


Kiekvienos sesijos pabaigoje tiriamųjų buvo paprašyta lipti į fMRI skaitytuvą ir jiems buvo rodomi skirtingi vaizdai: kai kurie rodė žmones, siūlančius neverbalinius socialinius signalus, o kiti - maisto nuotraukas.

Skirtingai nei Tye ir Matthews, Tomova negalėjo įsisavinti atskirų neuronų. Tačiau ji sugebėjo stebėti kraujotakos pokyčius didesnėse skenavimo srityse, vadinamose vokseliais; kiekvienas vokselis rodė kintantį kelių tūkstančių neuronų atskirų populiacijų aktyvumą. Tomova sutelkė dėmesį į vidurinių smegenų sritis, kuriose, kaip žinoma, gausu neuronų, susijusių su neurotransmiterio dopamino gamyba ir apdorojimu.

Šios sritys kituose eksperimentuose jau buvo susietos su pojūčiu, kai ko nors nori ar trokšta. Tai sritys, kurios užsidega reaguojant į maisto vaizdus, ​​kai žmogus alkanas, arba į su narkotikais susijusius vaizdus žmonėms, turintiems priklausomybę. Ar jie darytų tą patį vienišiems žmonėms, kuriems rodomos šypsenos nuotraukos?

Atsakymas buvo aiškus: po socialinės izoliacijos tiriamųjų smegenų skenavimas parodė kur kas didesnį aktyvumą vidurinėse smegenyse, kai jiems buvo rodomos socialinių užuominų nuotraukos. Kai tiriamieji buvo alkani, bet nebuvo socialiai izoliuoti, jie panašiai stipriai reagavo į maisto užuominas, bet ne į socialinius.

Nesvarbu, ar tai būtų socialinių kontaktų troškimas, ar kitų dalykų, pavyzdžiui, maisto, potraukis, atrodo, kad tai labai panašiai, sako Tomova.

Pandemijos eksperimentas

Supratimas, kaip socialinio kontakto alkis atsiranda smegenyse, gali padėti geriau suprasti socialinės izoliacijos vaidmenį sergant kai kuriomis ligomis.

Pavyzdžiui, objektyvus vienatvės matavimas smegenyse, o ne žmonių klausimas, kaip jie jaučiasi, galėtų suteikti šiek tiek aiškumo, pavyzdžiui, apie ryšį tarp depresijos ir vienatvės. Kas pirmiau – ar depresija sukelia vienatvę, ar vienatvė sukelia depresiją? Ir ar tinkamu laiku pritaikyta socialinė intervencija gali padėti kovoti su depresija?

Vienatvės smegenyse grandinės įžvalgos taip pat gali atskleisti priklausomybę, kuri, remiantis kai kuriais tyrimais, yra labiau linkusi į izoliuotus gyvūnus. Įrodymai atrodo ypač stiprūs paaugliams gyvūnams, kurie, atrodo, yra dar jautresni socialinės izoliacijos poveikiui nei vyresni ar jaunesni. Dažniausiai jaučiasi vieniši žmonės nuo 16 iki 24 metų amžiaus, be to, tai yra amžius, kai pirmiausia pradeda pasireikšti daugelis psichikos sveikatos sutrikimų. Ar yra ryšys?

Įžvalgos apie vienatvės grandines smegenyse gali atskleisti priklausomybę.

Tačiau akivaizdžiausias dabartinis poreikis gali būti atsakas į socialinę izoliaciją, kurią paskatino koronaviruso pandemija. Kai kurie internetinės apklausos nerodo bendro vienatvės padidėjimo nuo pandemijos pradžios, bet kaip su žmonėmis, kuriems gresia didžiausia psichikos sveikatos problemų? Kai jie yra izoliuoti, kada tai pradeda kelti pavojų jų psichologinei ir fizinei gerovei? Ir kokios intervencijos gali apsaugoti juos nuo šio pavojaus? Kai galime išmatuoti vienatvę, galime pradėti tai išsiaiškinti, todėl bus daug lengviau kurti tikslines intervencijas.

Būsimiems tyrimams svarbus klausimas – kiek ir kokios teigiamos socialinės sąveikos pakanka šiam pagrindiniam poreikiui patenkinti ir tokiu būdu pašalinti nervinio potraukio atsaką, Tomova ir Tye. rašė išankstiniame spaudoje savo būsimo dokumento, paskelbto kovo pabaigoje. Pandemija pabrėžė, kad reikia geriau suprasti žmogaus socialinius poreikius ir socialinę motyvaciją pagrindžiantį nervinį mechanizmą, rašo jie. Dabartinis tyrimas yra pirmasis žingsnis ta kryptimi.

Tai, kalbant paprastai nesureikšminta mokslo kalba, rodo visiškai naujos tyrimų srities gimimą – tai nėra kažkas, ko dažnai tenka liudyti, jau nekalbant apie tai, kad jos dalimi.

Man tai tiesiog labai įdomu, nes tai yra visos sąvokos, apie kurias psichologijoje girdėjome milijoną kartų, ir pirmą kartą iš tikrųjų turime ląsteles smegenyse, kurias galime susieti su sistema, sako Tye. Ir kai turite vieną langelį, galite atsekti atgal, galite sekti pirmyn; galite išsiaiškinti, kas yra prieš srovę; galite išsiaiškinti, ką veikia visi prieš srovę esantys neuronai ir kokie pasiuntiniai siunčiami, sako Tye. Dabar galite rasti visą grandinę; tu žinai nuo ko pradėti.

paslėpti