Если говорить о сердце, то причинно-следственную связь между частотой сердечных сокращений и тревожностью ищут уже давно, но до сих пор приходилось довольствоваться косвенными и не слишком однозначными данными. Например, люди с патологической тахикардией (то есть с частым учащением сердцебиения) более тревожны, чем люди без тахикардии; такие же результаты получаются, когда тахикардию провоцируют у мышей. Ещё есть исследования, в которых добровольцам давали средство, стимулирующее сердечный ритм, после чего у них оценивали активность мозга, а заодно спрашивали, чувствуют ли они прилив тревоги и панических настроений. Добровольцы чувствовали. Однако тут проблема в том, что средство это действует на весь организм в целом, и трудно было сказать, от чего возникала тревога – именно от сердца или от чего-то ещё.
Более чёткие результаты получили сотрудники Стэнфордского университета, которым удалось целенаправленно участить сердечный ритм у мышей. Целенаправленно в том смысле, что они не давали мышам никаких веществ, которые могли бы связаться ещё с множеством рецепторов по всему телу, а простимулировали сердце методами оптогенетики. Про оптогенетику мы рассказывали много раз. Суть её в том, что в клетки внедряется ген светочувствительного белка. Клетка синтезирует этот белок, который в ответ на световой импульс открывает потоки ионов через наружную мембрану. Ионы перегруппировываются, и клетка генерирует электрохимический потенциал.
Обычно про оптогенетические методы говорят в связи с нейронами, но в сердце ведь тоже есть своя проводящая система, распространяющая сократительные импульсы. Однако проблема тут была в том, как довести до сердца световой импульс. Через оптоволокно, как в мозге, не вариант, сердце в этом смысле слишком беспокойный орган. Можно освещать его просто через кожу, тем более что красный свет проникает сквозь живые ткани. До сердца его, правда, доходит немного, так что тут исследователям пришлось так модифицировать светочувствительный белок, чтобы он реагировал на исключительно небольшие порции света извне.
Результаты экспериментов описаны в Nature. Подопытные мыши носили на себе крохотное устройство, посылавшее световые импульсы к сердцу – так мышиное сердце удавалось разогнать с обычных 600 ударов в минуту до 900. И тут оказалось, что в обычной обстановке мыши никакой тревоги не испытывают, не паникуют, не пытаются спрятаться, убежать и т. д. Чтобы сердце спровоцировало тревогу, его ритм нужно было повышать в какой-нибудь нестандартной ситуации. Например, мышь пересаживали из укромного закрытого убежища в открытую просторную клетку. Само по себе это для мышей стресс, потому что на открытых пространствах их проще увидеть и поймать, но даже по открытому пространству они будут бегать, изучая его. Если же на открытое место сажали мышь со светочувствительным белком в сердце и стимулировали у неё сердечный ритм, то мышь просто впадала в безоговорочную тревогу – она ничего не исследовала, она просто забивалась угол и сидела там безвылазно.
Изменениям в сердечном ритме и поведении соответствовали изменения в мозге. Учащённое сердцебиение активировало островковую кору, которая, с одной стороны, собирает физиологическую информацию от всего тела, с другой, влияет на эмоции. Когда активность островковой коры искусственно подавляли, то мыши, несмотря на учащённый сердечный ритм, вели себя нетревожно.
Скорее всего, так же всё работает и у человека. В таком случае можно подумать о том, как может отличаться хроническая тревожность у разных пациентов – вполне может быть, что у некоторых из них она возникает не из-за «мозговых», а из-за «сердечных» причин, и побороть её можно, успокоив сердце, которое бьётся не в меру часто.
