Розглядаючи фізіологію емоцій, зазвичай починають з історії. Одну з перших теорій щодо фізіологічних механізмів розвитку емоційних станів запропонували у XIX ст. психолог Вільям Джеймс та лікар Карл Ланге. Вони пояснювали суб’єктивне відчуття емоційного стану (емоційне переживання) як вторинне усвідомлення фізіологічних змін, як то прискореного серцебиття чи змін у диханні. Іншими словами, емоціогенні чинники рефлекторно викликають периферійні зміни в організмі, які вже потім усвідомлюються як емоції. Через це теорія має також іншу назву – периферійна теорія емоцій.

У сформульованому вище вигляді теорія була спростована, і сучасна наука відносить продукування емоцій до функцій мозку, тоді як зміни діяльності внутрішніх органів є наслідком. Тим не менш, є дані, що вказують на певну роль периферійної аферентації у формуванні суб’єктивних переживань. Зокрема, блокування роботи деяких мімічних м’язів за допомогою косметичної ін’єкції ботулотоксину (“ботоксу”) зменшує емоційність сприйняття тексту або ж зображень облич. Клінічні випробування показали, що ін’єкції ботоксу у міжбровні складки (ті, що роблять обличчя візуально похмурішим) можуть зменшувати вираженість симптомів депресії.

Інші результати, які вказують на роль периферійних подій у регуляції емоцій, були отримані нещодавно. Учені досліджували поведінку мишей, серцевою активністю яких керували за допомогою надсучасних методів.

Для цього спочатку було сконструйовано спеціальний вірус, що має специфічну тропність до серцевих клітин. Тобто, він уражає саме їх та не впливає на клітини інших типів. У вірусний геном було вмонтовано ген, який кодує один з каналородопсинів – білок, що під дією світла певної частоти починає працювати як іонний канал, збуджуючи відповідну клітину. В такий спосіб учені були здатні за допомогою світла штучно підсилювати збудливість серця тварин, яких піддавали дії описаного вірусу.

Для стимуляції серця розробили спеціальний жилет, в який вмонтували світлодіод, інтенсивність котрого була достатньою для проникнення світла крізь шкіру та інші органи до серця. Тимчасовим увімкненням діода викликали короткотривалі епізоди тахікардії (900 ударів на хвилину протягом 0.5 с кожні 1.5 с).

Тестування поведінки проводили за допомогою двох найбільш поширених методик – відкрите поле та хрестоподібний припіднятий лабіринт. Вони дозволяють оцінити рівень тривожної поведінки, коли тварина проводить більше часу у відносно захищених частинах установки, виділяючи менше часу на дослідницьку активність. Виявилося, що штучна тахікардія призводила до посилення такої поведінки. Іншими словами, миші із штучно підсиленою частотою серцевих скорочень проявляли ознаки тривожної, депресивно-подібної поведінки. А ми знаємо, що хронічно прискорене серцебиття є одним з симптомів депресивних розладів в людей. Що ж є причиною, а що наслідком?

На наступному етапі дослідники поставили складніше питання: їх зацікавило, активність яких ділянок мозку змінювалася внаслідок описаних впливів на серце. Однією з таких ділянок виявився острівець (або інсула) – невелика ділянка кори вглибині скроневої частки. Його функції поки вивчені недостатньо повно, але до них відносять емоційно забарвлене відчуття власного тіла – звісно, в людини, бо ми не знаємо, як себе усвідомлюють миші.

Далі в острівець здійснювали ін’єкцію вірусу, який також доставляв спеціальний ген, що кодує світлочутливий білок, але інший – який не активує, а гальмує активність нейронів під дією світла. У відповідності із припущенням дослідників, це зменшило прояви тривожної поведінки, викликані тахікардією.

Автори статті відзначають, що поки незрозуміло, як саме ініціюються описані зміни – через активацію механорецепторів серця, барорецепторів (тиску) кровоносних судин або іншим шляхом. Та зрозуміло, що периферійні події та вісцеральна чутливість (внутрішніх органів) має істотний вплив на емоційний стан тварин. А отже, теорія Джеймса-Ланге отримує сучасне підтвердження, хоч і дуже видозміненому стані.

Крім того, розроблений ученими метод дозволяє керувати активністю фізіологічних систем без проведення складних хірургічних втручань, адже розроблений вірус можна вводити шляхом простої ін’єкції, а він в силу своєї високої специфічності працює саме там, де потрібно.

Звісно, миші не люди, але ймовірно, що контроль частоти серцевих скорочень за допомогою дихальних вправ, медитаційних (чи інших психологічних) прийомів або фармакологічних препаратів (якщо є така лікарська рекомендація) може мати позитивний вплив і на емоційний стан.

Джерело: Hsueh B, Chen R, Jo Y, Tang D, Raffiee M, Kim YS, Inoue M, Randles S, Ramakrishnan C, Patel S, Kim DK, Liu TX, Kim SH, Tan L, Mortazavi L, Cordero A, Shi J, Zhao M, Ho TT, Crow A, Yoo AW, Raja C, Evans K, Bernstein D, Zeineh M, Goubran M, Deisseroth K. Cardiogenic control of affective behavioural state. Nature. 2023 Mar;615(7951):292-299. doi: 10.1038/s41586-023-05748-8