Как мозг учится бояться: крупнейший fMRI-анализ выявил отличия при ПТСР

Международная команда собрала и единообразно обработала fMRI-данные 2 199 человек из 9 стран (из них 1 888 здоровых и 311 с тревожными/депрессивными расстройствами), чтобы понять, какие зоны мозга стабильно включаются во время условного страха и почему результаты разных опытов так расходятся. Итог: «ядром» ответа оказалась сеть центральной автономно-интероцептивной / салience-сети (dACC, передняя островковая кора и др.), а вариабельность сигналов во многом определяется параметрами задачи. При этом профиль активаций у пациентов отличается от здоровых, причём при ПТСР видны наиболее специфические сдвиги. Статья вышла в Nature Communications 23 августа 2025 года.

Фон исследования

Классическое павловское «обучение угрозе» (fear conditioning) - один из ключевых инструментов для понимания тревоги и ПТСР у человека. Но fMRI-картина такого обучения долго оставалась «рябой»: выборки в работах были малы, протоколы - разнородны, а отчёты - неполны. Даже крупные ранние мета-анализы собирали считанные сотни участников и указывали на разброс в локализациях - от островка и dACC до медиальной префронтальной коры и гиппокампа. Это подталкивало к идее, что нам нужна гораздо более крупная и унифицированная по методам база данных.

Сильным источником несопоставимости оказались детали самого задания: тип безусловного стимула (электрошок vs звук), соотношение сигналов «угрозы/безопасности», формулировки инструкций. Такие «мелочи» меняют как амплитуду, так и топографию ответа, затрудняя прямые сравнения между лабораториями. Поэтому в последние годы акцент смещается к гармонизированным конвейерам предобработки и статистики, а также к нормативному моделированию, которое позволяет задать «эталонный» паттерн и оценивать индивидуальные отклонения от него.

Клиническая мотивация очевидна: именно в парадигме кондиционирования страха выявляются устойчивые различия между здоровыми людьми и пациентами с тревожными/стрессовыми расстройствами, особенно с ПТСР; параллельно формируется более «распределённый» взгляд на представление угрозы в мозге - от миндалевидного комплекса и гиппокампа до узлов salience-сети (передняя островковая кора, dACC) и сенсомоторных зон. Обновлённые обзоры и мета-анализы подчёркивают необходимость больших кросс-сайтовых выборок и единых протоколов, чтобы отделить универсальный «скелет» угрозы от вариативности дизайна.

Именно на этот запрос отвечает новое многоцентровое исследование в Nature Communications: авторы собрали индивидуальные fMRI-данные 2 199 человек из девяти стран и, применив единую обработку и смешанные модели, системно разобрали как общую карту нейронного ответа при обучении угрозе, так и источники его изменчивости - от параметров задач до статуса психического здоровья. Такой масштаб и методология делают шаг к «нормативной нейрокартографии» страха у человека.

Почему это важно

Кондиционирование страха - базовая парадигма изучения «обучения угрозе» у человека, от которой зависят модели тревоги и ПТСР. Но до сих пор полная «карта» мозга человека при этом обучении и источники разброса между исследованиями были неясны: выборки малы, методики неоднородны. Новый мега-анализ индивидуальных данных с нормативным моделированием снимает часть этих ограничений: он уточняет реплицируемый нейронный «скелет» страха и показывает, где именно и почему результаты могут расходиться - от параметров стимулов до статуса психического здоровья.

Как проводили исследование

Исследователи объединили 43 выборки из 21 лаборатории/23 площадок и применили унифицированный конвейер предобработки и линейные смешанные модели для контраста CS+ > CS− (сигнал угрозы против сигнала безопасности). Затем с помощью нормативного моделирования посчитали индивидуальные отклонения от «ожидаемого» паттерна и проверили, как на них влияют особенности задачи (например, инструкции, тип безусловного стимула) и клинический статус (ПТСР, ОКР, ГТР, социальная тревога).

Что нашлось в мозге (устойчивые эффекты)

В крупной выборке подтверждены активации в:

• Передней/средней островковых кор;
• dACC, пред-SMA/SMA и смежных срединных отделах;
• dlPFC, латеральных премоторных зонах, вторичной соматосенсорной коре;
• мозжечке и участках срединной коры (PCC, дорсальный прецунеус).
  Параллельно наблюдались деактивации в vmPFC и гиппокампе, а также ряде узлов default-mode сети. Авторы отмечают пики в дорсальном среднем мозге, возможно, черной субстанции/красном ядре/пректектуме - точные вклады этих ядер требуют отдельной проверки. Всё это вместе формирует «нейронный ландшафт» человеческого страха, хорошо воспроизводимый на уровне популяции.

Откуда берётся разброс между работами

Сам по себе «скелет» реакции стабилен, но масштаб и топография активаций сильно модулируются параметрами задачи:

• Инструкциями участникам (чего ждать и как реагировать);
• Характеристиками безусловного стимула (US) - например, тактильный электрошок даёт более выраженный отклик в dACC/вентральной SMA по сравнению с другими US;
• Другими проектными настройками (соотношение CS+/CS− и т. п.).
  Вывод практичный: сравнивая исследования, всегда учитывайте «мелочи дизайна» - именно они часто объясняют, где и почему «скачет» мозговой ответ на угрозу.

Чем пациенты отличаются от здоровых

В целом у людей с тревожными/депрессивными расстройствами карта активаций не тождественна норме. Особенно выделяется ПТСР: его психопатология теснее связана с процессами обработки угрозы, которые ловит парадигма кондиционирования; поэтому здесь наблюдаются наиболее характерные отклонения и лучшая «классифицируемость» паттернов. Для ОКР картина сложнее и может отражать компенсаторные механизмы, позволяющие достигать схожего поведения при ином распределении активаций. При ГТР и социальной тревоге отличия от нормы есть, но они более гетерогенны и пространственно менее согласованы.

Что даёт нормативное моделирование

Нормативный подход создаёт «эталонную карту» ответа на угрозу и позволяет видеть индивидуальные экстремальные отклонения - кандидаты для таргетных вмешательств. Такая карта подсказывает узлы-мишени для нейромодуляции (например, dACC/AIC) и помогает интерпретировать разнобой прошлых работ, показывая вклад конкретных настроек задач. Примечательная ремарка авторов: даже исследования с ~100 участниками способны надёжно ловить активации при кондиционировании, хотя большие когорты по-прежнему желательны для тонких эффектов и субгрупп.

Ограничения (куда смотреть дальше)

Гетерогенность клинических процедур и съёмки между площадками сохраняется, а кросс-секционный дизайн ограничивает выводы о причинности. В анализ не вошли психофизиологические метрики (КГР, пульс и т. д.), что могло бы усилить выводы. Наконец, для fMRI-версии кондиционирования известны вопросы повторной надёжности, хотя внутрисубъектное сходство паттернов на повторных тестах поддерживает ценность крупных репликационных выборок. Следующие шаги - продольные дизайны, стандартизация задач и интеграция поведенческих/автономных показателей с мозговыми картами.

Практическая польза

Исследователям и клиницистам-нейровизуализаторам:

• Проектируя задачи, фиксируйте и сообщайте ключевые параметры (инструкции, тип/интенсивность US, структуру проб), чтобы ваши карты были сопоставимы с «нормативом».
• Для стратификации пациентов используйте нормативное моделирование как способ увидеть нетипичные узлы - потенциальные цели для поведенческой терапии или нейромодуляции.

Психотерапевтам/разработчикам интервенций:

• Данные усиливают идеи о центральной роли dACC/передней островковой коры в переживании и регуляции угрозы - это аргумент в пользу протоколов, тренирующих внимание к интероцептивным сигналам и гибкую регуляцию возбуждения.

Организаторам многоцентровых исследований:

• Порог «достаточной» мощности для активаций при кондиционировании достижим и в средних выборках; но для межгрупповых сравнений (ПТСР vs ОКР vs ГТР/соц. тревога) по-прежнему нужны сотни участников и единые протоколы.

Источник: Radua J., Savage H. S., Vilajosana E. и соавт. Neural correlates of human fear conditioning and sources of variability in 2199 individuals. Nature Communications 16, 7869 (получена 09.12.2024; принята 07.08.2025; опубликована 23.08.2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63078-x.