Бессонная ночь заставила префронтальную кору повысить тревожность
Sleeping Beauty / Walt Disney Productions, 1959
Американские психологи выяснили, что одна бессонная ночь может существенно повысить уровень тревожности. Для этого они провели эксперимент, в ходе которого просили добровольцев либо не спать всю ночь, либо спать нормально, а затем проследили за активностью их мозга в ответ на пугающие видео. Оказалось, что повышенная тревожность после бессонной ночи сопровождается снижением активности медиальной префронтальной коры и ослаблением связи между ней и отделами мозга, отвечающими за обработку эмоций. Понизить тревожность при этом помогает продолжительная фаза медленного сна, в особенности — сопровождающаяся активностью мозга в диапазоне от 0,5 до 4 Герц, пишут ученые в журнале Nature Human Behaviour.
Один из самых частых симптомов повышенной тревожности и тревожного расстройства — проблемы со сном. В отличие от депрессивных состояний, которые могут сопровождаться как бессонницей, так и гиперсомнией, у тревожных людей в большинстве случаев наблюдается недостаток сна. Также, несмотря на то, что чаще всего именно тревога становится причиной бессонницы, а не наоборот, отсутствие нормального сна может усугубить расстройство, поэтому очень важно точно понимать все аспекты этой связи — например, для поиска наиболее эффективного лечения.
Разобраться в вопросе подробнее решили психологи под руководством Мэттью Уокера (Matthew Walker) из Калифорнийского университета в Беркли. Они провели серию экспериментов для проверки нейронных механизмов, участвующих в появлении тревожности при недостатке сна и оценки роли, которую в избавлении от расстройства играет медленный сон. Кроме того, авторы изучили, как динамика сна влияет на проявление симптомов тревожности в ходе небольшого долгосрочного исследования.
В первом эксперименте приняли участие 18 человек, которым в течение недели нужно было провести бессонную ночь в лаборатории (суточное отсутствие сна) и свою обычную ночь с привычным количеством сна — для последнего их снабдили амбулаторным полисомнографом. На утро ученые изучили активность головного мозга с помощью фМРТ: участникам показывали несколько видео, которые должны вызывать отвращение или беспокойство. При изучении активности исследователи сосредоточились на тех зонах, которые обычно связывают с проявлением тревоги: островковой доле и миндалевидном теле (отвечают за обработку эмоций), а также передней поясной и префронтальной коре (принимают участие в когнитивном контроле). Кроме того, участники заполнили стандартизированный опросник для выявления тревожности.
При изначально одинаковом уровне тревожности после бессонной ночи у участников наблюдалось его значительное повышение (p = 0,008), а также существенное различие с уровнем тревожности после ночей с нормальным количеством сна (p = 0,009). При просмотре видео повышалась активность миндалевидного тела и островковой доли, а также наблюдалось снижение активности префронтальной коры. Активность передней поясной коры менялась незначительно. Главный эффект недосыпа на повышение тревожности, по-видимому, регулировался пониженной активностью префронтальной коры, что связано со сниженным когнитивным контролем, и повышенной активностью зон, которые отвечают за эмоциональную обработку, а также нарушением связи между этими отделами.
Активность а) медиальной префронтальной коры b) миндалевидного тела c) передней поясной коры d) островковой доли. Синим обозначен уровень активности после ночного сна, оранжевым — после бессонной ночи.
Matthew Walker et al. / Nature Human Behaviour, 2019
Чтобы проверить, как на уровень тревожности влияют особенности сна, ученые проанализировали отдельные его фазы. Оказалось, что положительно на снижение тревожности влияет большая длительность фазы медленного сна, а также с ней была связана активность мозга в диапазоне от 0,5 до 4 Герц. Кроме того, с утра после нормального сна наблюдалась повышенная (p = 0,01) активность префронтальной коры, что, по-видимому, говорит о том, что сон в медленной фазе восстанавливает активность этой зоны, что и приводит к пониженной тревожности. Результаты этого эксперимента затем воспроизвели на еще 32 участниках — спали они не дома, а в лаборатории.
Чтобы проверить, есть ли краткосрочная связь между тревожностью и качеством сна (то есть может ли недостаток сна повысить тревожность на следующий день), ученые провели онлайн-опрос среди 280 человек: им необходимо было в течение четырех дней заполнять анкету о качестве своего сна и опросник на симптомы тревожности. Оказалось, что изменение качества и количества сна участников в действительности связано с проявлением тревожности на следующий день (p = 0,001). При этом количество сна в отдельности на этот показатель не влияло.
Авторам работы, таким образом, удалось уточнить механизм влияния недостатка сна на повышение тревожности. Судя по всему, из-за бессонной ночи префронтальная кора начинает работать медленнее, что приводит к снижению когнитивного контроля, а в особенности — контроля над теми отделами, которые отвечают за эмоциональную обработку. Также исследователи отмечают терапевтическое влияние на тревожность фазы медленного сна, которая, помимо всего прочего, помогает префронтальной коре восстановить нормальную работу.
О бессоннице, ее связи с тревожным расстройством и депрессией, а также о том, как можно с ней бороться, вы можете прочитать в нашем материале «Хорошо твои слова баюкают». Мы подготовили его в этом году к Международному дню сна, который отмечается 15 марта.
Елизавета Ивтушок
Чтобы избежать неопределенности
Австралийские исследователи выяснили, что люди готовы терпеть непродолжительные болезненные горячие прикосновения к руке, чтобы узнать, сколько денег они выиграют, несмотря на то, что на выигрыш это не влияло. Они пришли к выводу, что дискомфорт от неопределенности иногда сильнее дискомфорта от физической боли. Исследование опубликовано в Proceedings of The Royal Society B. Иногда люди ищут информацию, потому что она принесет им пользу, и, например, поможет принять решение. Но порой информация не дает ничего, кроме самой себя, однако люди по-прежнему хотят ей обладать, испытывают удовольствие от узнавания нового и даже готовы чем-то жертвовать ради этого. Стефан Бодэ (Stefan Bode) из Мельбурнского университета изучает ценность информации и выясняет, на что люди готовы ради нее (даже если пользы она не несет). В нескольких его исследованиях [1, 2, 3] люди были готовы потерять часть денег, чтобы узнать сумму вознаграждения, которое им достанется. В другом за ту же информацию участники соглашались на физический труд. Причина, по мнению исследователей, в том, что информация удовлетворяет любопытство, снижает тревогу и неопределенность, даже если ее нельзя применить. Теперь Бодэ и его коллеги проверили, готовы ли люди терпеть боль, желая получить информацию, которая ничего им не даст. В эксперименте 40 участников (28 женщин и 12 мужчин) смотрели, как подбрасывается виртуальная монета. За это участникам обещали 15 австралийских долларов, и еще до 10 долларов они могли получить в зависимости от того, что выпадет: каждая сторона монеты соответствовала какому-то количеству баллов, которые затем конвертировались в деньги. В конце участники в любом случае получали по 25 долларов, что соответствовал ожиданиям или превышало их. Испытуемым предлагали испытать болезненный стимул — слабый, умеренный или сильный, — чтобы перед броском узнать, сколько баллов соответствует каждой стороне монеты — синей и красной. Результат от этого никак не зависел, и вознаграждение они получали в любом случае, то есть информация была бесполезной. Если участник не соглашался на боль, то он видел баллы, соответствующие каждой стороне, но изображение было черно-белым. После подбрасывания участники видели, что выпало, но не знали, сколько баллов заработали. Чтобы сделать участнику больно, ученые крепили к его руке датчик, который имитировал прикосновение к руке чем-то горячим. Температура начиналась от 35 градусов Цельсия и затем повышалась на один градус. Каждый участник оценивал болевой стимул по шкале от 0 до 20. Слабую боль вызывала температура 38,3 градуса, среднюю — 42. Ученые были готовы нагреть прибор до 50 градусов (это максимальная переносимая температура), но все участники останавливались раньше, говоря о сильном уровне боли в среднем при 45,8 градусах. Стимуляция длилась 5 секунд — сначала нарастала с 32 градусов до целевой температуры, а затем снова снижалась до 32. Риска обжечь кожу не было. Участники выполнили 6 блоков из 16 испытаний. Почти в 75 процентов случаев испытуемые соглашались потерпеть слабый болевой стимул, чтобы узнать результат подбрасывания. Самую сильную боль участники соглашались терпеть лишь в половине случаев. Чем больше было вероятное вознаграждение, тем сильнее люди хотели узнать, что выпало, независимо от уровня боли. Выходит, потребность в информации так сильна, что людям легко потерпеть боль, чтобы эту информацию получить. Авторы предположили, что основная цель в такой ситуации — немедленное снижение неопределенности. Кроме того, нейронные сети, участвующие в переживании и модуляции боли частично перекрываются с сетями, обрабатывающими информацию о вознаграждении. Например, вентральная часть полосатого тела (стриатума), которое задействовано в субъективном восприятии боли, одновременно — ключевая область системы вознаграждения. И, возможно, в том числе из-за этого боль довольно легко «обменять» на радость от получения искомой информации. По крайней мере пока боль не слишком сильная. Макаки-резус (Macaca mulatta) тоже готовы расстаться с частью вознаграждения, чтобы снизить неопределенность и узнать, что они получат в итоге. А склонность к риску у некоторых нечеловеческих приматов ниже, чем у маленьких детей. Возможно, дело в разном отношении к неопределенности: когда нужно выбрать между знакомым и неизвестным, дети выбирают неизвестное, чтобы неопределенность снизить, а обезьяны — знакомое, чтобы с ней не сталкиваться.