Функции срединной префронтальной области

 

Для исследования множества идей мы используем синтетический подход. В особенности поражает в этом смысле совпадение здоровой и безопасной детско-родительской привязанности, внимательного осознавания и функции префронтальной области мозга. Мне пришлось работать с одной пациенткой, получившей тяжелую черепно-мозговую травму вследствие дорожной аварии. Травма привела к обширному поражению функций – от физиологических до нравственных. К несчастью, МРТ мозга этой больной выявила поражение срединных структур, включая орбитофронтальную область, вентромедиальные участки префронтальной коры и передний отдел передней поясной коры.

Обратившись к научной литературе, я обнаружил, что эти области часто описывают порознь, отмечая их уникальный вклад в ментальные функции и поведение. Однако в случае этой пациентки мне показалось, что клинические данные помогли выявить пути, которыми – исходя из ее ощущений и объединенных литературных данных – осуществляется «коллективная» деятельность всех этих отделов, создающих вместе слаженно работающий интегративный нейрональный контур. Так как все эти структуры анатомически, в вертикальной и горизонтальной плоскостях, находятся вблизи срединной линии, то я употребляю здесь термин «срединная префронтальная кора», чтобы подчеркнуть локализацию этих областей и их взаимодействие как единого целого. Формально переднюю поясную кору часто относят к «лимбической системе», а не к префронтальной области. Однако сами эти префронтальные области можно считать «чувствительной частью мыслящего мозга», то есть либо высшей частью лимбической системы, либо самой лимбической частью префронтальной зоны. Как бы то ни было, термины «лимбический» или «префронтальный», если их понимать слишком буквально, могут ограничить наше понимание при рассмотрении их интегративной функции.

Если свести воедино данные научной литературы, то становится очевидным, что каждая из этих областей (орбитофронтальная, вентромедиальная фронтальная и передняя поясная; рис. 2.2) играет уникальную роль в каждой из девяти функций, но, кроме того, они функционируют и совместно в различных сочетаниях. Очень важно понять, что «срединные префронтальные функции» опираются на эти интегративные зоны в том, что эти многочисленные процессы – от телесной регуляции до нравственности – включают в себя широкий спектр нейрональных процессов, лежащих за пределами данных регионов. Эти функции создаются в рамках распределенной системы нейрональных взаимосвязей, где срединная префронтальная кора является лишь одной из частей. Возможно, роль, которую играют в этих процессах срединные префронтальные участки, заключается в балансе и координации, что очень важно для такого сложного процесса. Учитывая эту интегративную роль, а также из дидактических соображений, для того чтобы дать представление о том, что организующая, или управляющая, функция опосредуется всеми этими срединными структурами во взаимодействии с боковыми (дорсолатеральными) префронтальными областями и корой островка, мы решили, что термин «срединный» в данном случае полезен, хотя в этом контексте он в научной литературе не употребляется.

По данным нейрофизиологии, эти срединные области прямо не участвуют (в отличие от латеральных областей) в процессах рабочей памяти как одного из аспектов сознания, как не участвуют они в выдвижении на первый план каких-то чувств и мыслей. Таким образом, объединение срединных областей с латеральными тоже оказывается полезным, когда речь идет об исследовании автоматических аспектов внимательности как черты, или свойства, – то есть исследовании нашей способности жить внимательно, без сознательно прилагаемых усилий, – в противоположность требующего б о льших усилий качества практик внимательного осознавания, сознательно и намеренно работающих над созданием состояния внимательности и преимущественно задействующих при этом б о льшую степень латеральной активации, чем в случае, когда внимательность стала уже свойством сознания и личности (глава 6).

Для тех, кто интересуется более глубоким обсуждением научных данных, я приведу в этом приложении обзор работ, в которых содержится обоснование справедливости концепции девяти функций срединной префронтальной области, которые обсуждались в книге. Эти функции реализуются активностью интегративных срединных участков в сочетании с активностью других областей мозга. Подобная активность участвует в создании состояния внимательного осознавания, а в том, что касается первых семи функций, то и в создании надежной и безопасной детско-родительской привязанности (две последние функции, насколько я могу судить, пока не исследованы с точки зрения нейрофизиологии). Эти функции подробно описаны в главе 2. Здесь я приведу лишь краткие ссылки, чтобы проиллюстрировать научные данные, подкрепляющие мой взгляд на взаимодействие этих областей, которые я объединяю термином «срединные префронтальные» структуры.

Этот широкий спектр функций извлечен из одного вопроса: «Какие процессы соответствуют активности орбитофронтальной, вентромедиальной и передней поясной коры?» (именно эти области были поражены у моей пациентки). Интеграция этих трех областей в сочетании со входами из коры островка демонстрирует нам организующий и направляющий контур, функция которого простирается от регуляции телесных отправлений до социальных норм, регулирующих поведение. Кричли представил краткий обзор этого обширного набора функций:

 

Влиятельные теоретические модели говорят о центральной роли афферентной информации, поступающей от тела, в выражении состояний эмоционально окрашенных чувств. Обратная связь, обеспечивающая изменение состояния телесного возбуждения, влияет на обучение и облегчает принятие альтернативных решений и разнообразие в мышлении. Исследования, выполненные методами функциональной нейровизуализации, позволили лучше понять те механизмы работы мозга, которые порождают изменения активности автономной нервной системы в процессе поведения, и те механизмы, которые отвечают на сигналы петель обратной связи, влияя на субъективное восприятие этих внутренних состояний. В частности, передняя поясная кора участвует в инициации автономных изменений, в то время как островок и орбитофронтальная кора, вероятно, специализируются на картировании висцеральных ответов. Независимо от этого, вентромедиальная префронтальная кора, как представляется, поддерживает процессы внутреннего (само)отнесения, которые доминируют в состоянии покоя и отстраненности и, возможно, служат стандартом при динамическом взаимодействии с окружающим миром. Данные о поражениях этих областей проливают дополнительный свет на их интегративную роль в контроле мотиваций и деятельности автономной нервной системы. В компьютерных моделях управления было предложено использовать эфферентные копии и обратные модели для объяснения предсказания и коррекции действий и, как расширение, для интерпретации поведения других людей. Была выдвинута гипотеза о том, что нейрональный субстрат этих процессов в ходе мотивационного и аффективного поведения – взаимодействие передней поясной извилины и островка с орбитофронтальной корой. Создание висцеральных автономных коррелятов контроля усиливает вовлеченность переживаний в имитационных моделях, что подтверждает справедливость таких концепций, как наличие соматических маркеров, позволяющих преодолеть это дуалистическое расхождение.

 

Здесь мы видим, что «срединные префронтальные» области взаимодействуют с островком в порождении сложной совокупности процессов. Если рассмотреть эти функции вместе, как это делается в следующем списке девяти измерений взаимосвязанной активности, то мы увидим, что в их создании участвует весьма обширный и сложный процесс: эти срединные области в высшей степени интегративны и связывают между собой далеко отстоящие друг от друга отделы мозга, что мы уже подробно обсуждали. В буквальном смысле слова это означает, что эти нейрональные контуры сами по себе нельзя считать какими-то «особенными», но в своем взаимодействии они создают широкий спектр ментальных и физиологических результатов, поскольку способны объединить нервную систему и даже активные участки чужой нервной системы в единое функциональное целое. Вспомним, что нейрональная интеграция создает возможность координации, упорядочения и уравновешивания. Здесь мы видим, что взаимодействие между этими важными областями создает в высшей степени сложное состояние, которое дает нам возможность выполнять все – от регуляции физиологических функций и эмоционального равновесия до эмпатии и нравственного поведения.

В целом мы предлагаем осветить взаимное наложение безопасной формы привязанности и практик внимательного осознавания как процессов, облегчающих нейрональную активацию, которая «подталкивает» мозг в направлении нейрональной интеграции. Первый кандидат на роль проводника такой нейрональной интеграции – срединные префронтальные области. Поскольку безопасная и здоровая привязанность обеспечивается переживаниями, возникающими в результате межличностной сонастройки, мы полагаем, что внимательность включает в себя ощущение того, что мы называем внутренней сонастройкой. Как уже было сказано, сонастройка любого вида, согласно таким рассуждениям, будет стимулировать рост интегративных волокон срединной префронтальной области, как части более обширного «резонансного контура». Вследствие стимуляции нейропластичности, обеспечивающей активацию и рост интегративных волокон, создаются нейрональные корреляты этих функций, что делает возможным участие этих волокон в улучшении самочувствия и состояния здоровья. Этот взгляд выражен в идее о треугольнике здоровья, включающем нейрональную интеграцию, эмпатические отношения и связное сознание. Как мы видим из этого списка, нейрональная интеграция, необходимая для внутренней или межличностной сонастройки, создает основу для связности и эмпатии в человеческой жизни.

Ниже я привожу список девяти функций срединной префронтальной области и литературу, прямо или косвенно подтверждающую предположение о том, что эти функции коррелируют с интегративной активностью в срединной префронтальной области.

 

Девять функций срединной префронтальной области и избранная библиография

 

 

Регуляция телесных функций

 

Critchley, H. D., Mathias, C. J., Josephs, O., O’Doherty J., Zanini, S., Dewar, B.-K., Cipolotti, L., Shallice, T., & Dolan R. J. (2003). Human cingulate cortex and autonomic control: Converging neuroimaging and clinical evidence. Brain, 126: 2139–2152.

Lane R. D., Reiman, E. M., Ahern, G. L., & Thayer J. F. (2001). Activity in medial prefrontal cortex correlates with vagal component of heart rate variability during emotion. Brain Cogn, 47: 97–100.

Nauta, W. J. H. (1971). The problem of the frontal lobe: A reinterpretation. J Psychiat Res, 8: 167–187.

Öngür, D., & Price, J. L. (2000). The organization of networks within the orbital and medial prefrontal cortex of rats, monkeys, and humans. Cerebral Cortex, 10 (3): 206–219.

Porrino L. J., & Goldman-Rakic, P. S. (1982). Brainstem innervation of prefrontal and anterior cingulate cortex in the rhesus monkey revealed by retrograde transport of HRP. JComp Neurol, 205: 63–76.

 

Сонастроенное общение

 

Bar-On, R., Tranel, D., Denburg, N. L., & Bechara, A. (2003). Exploring the neurological substrate of emotional and social intelligence. Brain, 126: 1790–1800.

Beer, J. S., Heerey, E. A., Keltner, D., Scabini, D., & Knight, R. T. (2003). The regulatory function of self-conscious emotion: Insights from patients with orbitofrontal damage. Journal of Personality and Social Psychology, 85 (4): 594–604.

Mah, L. W. Y., Arnold, M. C., & Grafman, J. (2005). Deficits in social knowledge following damage to ventromedial prefrontal cortex. J Neuropsychiatry Clin Neurosci, 17: 66–74.

Nitschke, J. B., Nelson, E. E., Rusch, B. D., Fox, A. S., Oakes, T. R., & Davidson, R. J. (2004). Orbitofrontal cortex tracks positive mood in mothers viewing pictures of their newborn infants. Neuroimage, 21: 583–592.

Schore, A. N. (2003). Affect dysregulation and disorders of the self. New York: W. W. Norton.

Trevarthen, C. (2001). Intrinsic motives for companionship in understanding: Their origin, development and significance for infant mental health. Journal of Infant Mental Health, 2 (1–2): 95–131.

 

Эмоциональное равновесие

 

Blumberg, H. P., Leung, H.-C., Skuklarski, P., Lacadie, B. S., Fredericks, C. A., Harris, B. C., Charney, D. S., et al. (2003). A functional magnetic resonance imaging study of bipolar disorder: State– and trait-related dysfunction in ventral prefrontal cortices. Archives of General Psychiatry, 60: 601–609.

Bush, G., Luu, P., & Posner, M. I. (2000). Cognitive and emotional influences in anterior cingulate cortex. Trends Cogn Sci, 4: 215–22.

Davidson, R. J., Jackson, D. C., & Kalin, N. H. (2000). Emotion, plasticity, context, and regulation: Perspectives from affective neuroscience. Psychological Bulletin, 126(6): 890–909.

Happaney, K., Zelazo, P. D., Stuss, D. T. (2004). Development of orbitofrontal function: Current themes and future directions. Brain and Cognition, 55: 1–10.

Phan K. L., Wager, T., Taylor S. F., & Liberzon, I. (2002). Functional neuroanatomy of emotion: A meta-analysis of emotion activation studies in PET and fMRI. Neuroimage, 2: 331–48.

Tucker, D. M., Luu, P., & Pribram, K. H. (1995). Social and emotional selfregulation. Annals of the New York Academy of Sciences, 769(1): 213–239.

 

Гибкость реакций

 

Carter C. S., Botvinick, M., & Cohen J. D. (1999). The contribution of the anterior cingulate cortex to executive processes in cognition. Rev Neurosci, 10: 49–57.

Chambers, C. D., Bellgrove M. A., Stokes, M. G., Henderson, T. R., Garavan, H., Robertson, I. H., Morris, A. P., & Mattingley, J. B. (2006). Executive “brake failure” following deactivation of human frontal lobe. J Cogn Neurosci, 18: 444–455.

Fellows, L. K. (2004). The cognitive neuroscience of human decision making: A review and conceptual framework. Cogn Neurosci Rev, 3(3): 159–172.

Gehring, W. J., & Fencsik, D. E. (2001). Functions of the medial frontal cortex in the processing of conflict and errors. J Neurosci, 21: 9430–9437.

Gottfried, J. A., O’Doherty, J., & Dolan, R. J. (2003). Encoding predictive reward value in human amygdala and orbitofrontal cortex. Science, 301(5636): 1104–1107.

Schoenbaum, G., & Setlow, B. (2001). Integrating orbitofrontal cortex into prefrontal theory: Common processing themes across species and subdivisions. Learning and Memory, 8(3): 134–147.

Turken, A. U., & Swick, D. (1999). Response selection in the human anterior cingulate cortex. Nat Neurosci, 2: 920–4.

 

Эмпатия

 

Carr, L., Iacoboni, M., Dubeau, M. C., Maziotta, J. C., & Lenzi, G. L. (2003). Neural mechanisms of empathy in humans: A relay from neural systems for imitation to limbic areas. PNAS, 100(9): 5497–5502.

Decety, J., & Jackson, P. L. (2004). The functional architecture of human empathy. Behavioral and Cognitive Neuroscience Reviews, 3(2): 71–100.

Heisel, A. D., & Beatty, M. J. (2006). Are cognitive representations of friends’ request refusals implemented in the orbitofrontal and dorsolateral prefrontal cortices? A cognitive neuroscience approach to ‘theory of mind’ in relationships. Journal of Social and Personal Relationships, 23: 249–265.

Shamay-Tsoory, S. G., Tomer, R., Berger, B. D., Goldsher, D., & Aharon-Peretz, J. (2005). Impaired “affective theory of mind” is associated with right ventromedial prefrontal damage. Cog Behav Neurol, 18: 55–67.

de Waal, F. B. M., & Preston, S. D. (2002). Empathy: Its ultimate and proximate bases. Behavioral and Brain Sciences, 25: 1–20.