Медиодорсальное ядро таламуса отвечает за паранойю у людей и других приматов

Паранойю можно охарактеризовать как состояние, возникающее в результате неадекватного представления о волатильности, то есть нестабильности, окружающей среды. До сих пор считалось, что паранойю невозможно смоделировать на животных, а консенсуса о том, какой участок мозга отвечает за нее, не было. В литературе высказывались предположения о том, что в формирование представлений о волатильности вовлечены орбитофронтальная и вентролатеральная кора головного мозга. Теперь международная группа ученых показала, что за представления о непостоянстве среды и паранойю у людей и других приматов отвечает медиодорсальное ядро таламуса.

Для определения того, как субъект оценивает волатильность окружающей среды, используется специальный тест — обучение в условиях вероятностного подкрепления (probabilistic reversal learning, PRL). В ходе этого теста участникам на экране представляют три разных опции, каждой из которых присвоена определенная вероятность получения вознаграждения. Участники исследования при этом не знают, какой опции соответствует наивысшая вероятность получения вознаграждения, и должны выяснить это методом проб и ошибок. Однако через определенное количество времени опции, которым соответствовала самая высокая и самая низкая вероятность получить вознаграждения, меняют местами и смотрят, как меняется поведение участников после этого. В ходе теста субъекты могут после получения награждения начать выбирать другую опцию (win switching), что указывает на их чрезмерную гибкость, а могут продолжать выбирать один и тот же вариант, даже если за ним не следует награды (lose staying), что указывает на постоянство. Считается, что параноидальное поведение будет заставлять субъекта чаще менять опции, так как он считает, что окружающая среда чрезмерно нестабильна.

В ходе работы ученые проанализировали данные, полученные при проведении теста PRL на нечеловеческих приматах и людях. Для анализа они разработали вычислительную модель на основе байесовского вывода, при котором на основе наблюдения обновляется вероятность того, что гипотеза верна.

Для начала исследователи рассмотрели результаты теста PRL, который проходило 3 макака-резуса с поврежденным медиодорсальным ядром таламуса, 3 макака-резуса с поврежденной орбитофронтальной корой головного мозга (ОФК) и 14 контролей. До смены опций в тесте макаки с поврежденным медиодорсальным ядром таламуса чаще меняли свой выбор после получения награды по сравнению с контролем и макаками с поврежденной ОФК, при этом между последними не было никакой разницы. После смены опций в тесте макаки с поврежденным медиодорсальным ядром таламуса вновь чаще меняли свой выбор по сравнению с двумя другими группами, в то время как макаки с поврежденной ОФК делали это реже по сравнению с контролями. После смены опций макаки с поврежденным медиодорсальным ядром таламуса в принципе реже соблюдали постоянство в выборе опций, как и макаки из группы контроля, тогда как животные с поврежденной ОФК чаще прибегали к такому поведению.

После анализа этих данных с помощью вычислительной модели ученые сделали вывод, что для макак с поврежденным медиодорсальным ядром таламуса были характерны представления о высокой нестабильности окружающей среды, как и для макак из контрольной группы. При этом в восприятии первых непостоянство значительно повышалось после смены опций. Повреждение же ОФК препятствовало развитию представлений о непостоянстве, зато макаки из этой группы после изменения опций в тесте лучше получали представление о ценности той или иной опции, т. е. о вероятности получения награды. У макак с поврежденным медиодорсальным ядром таламуса наблюдалась обратная картина.

Далее ученые проанализировали наборы данных, в которых люди проходили тесты на основе PRL: в одном наборе участники проходили тот же тест, что и макаки, где вероятности опций сменялись только однажды, а в другом наборе таких смен было несколько. Параноидальные испытуемые чаще меняли свой выбор даже после получения награды и до, и после изменения опций. При этом если смена в тесте была только одна, то после нее поведение параноидальных и непараноидальных участников становилось схожим. Если же в тесте было несколько смен вероятностей опций, то параноидальные участники гораздо чаще меняли свой выбор по сравнению с контролем. Для них также были характерны представления о высокой волатильности среды, но они хуже формировали представления о ценности той или иной опции.

В целом поведение параноидальных людей в тесте PRL было схожим с поведением макак с поврежденным медиодорсальным ядром таламуса. На основе этого авторы исследования сделали вывод о том, что именно этот участок мозга может играть ключевую роль в развитии паранойи. И действительно, в литературе медиодорсальное ядро таламуса связывают с психозами и шизофренией, для которых характерно параноидальное поведение. Исследователи предположили, что приматы с повреждениями в этом участке мозга могут стать хорошей моделью параноидального поведения, что поможет в поиске лекарств от соответствующих психиатрических расстройств.

Астроциты полосатого тела модулируют поведение при когнитивных и психических расстройствах