Так как ни я, ни кто-либо другой в моей лаборатории ничего не знали об астме, нам надо было найти того, кто знает. Одна из радостей науки – это взаимодействие с людьми, находящимися вне рамок изучаемой тобой дисциплины. К счастью, в Висконсинском университете в Мэдисоне таких людей полно – включая группу мирового класса по исследованию астмы. На мою удачу, ученый-терапевт Уильям Буссе, один из самых выдающихся экспертов по этому вопросу и руководитель серьезного исследования об астме в крупных городах, был заинтригован моим предложением о совместной работе. Ранее он провел исследование, которое продемонстрировало, что стресс может усугублять симптомы астмы. Буссе сразу же понял, что мозг не может не участвовать в этом процессе. Стрессовые ситуации, в конце концов, комплексная вещь. Понимание и ощущение стресса из-за уведомления о ревизии от внутренней налоговой службы, например, или от осознания во время онлайн-проверки своего баланса по программе 401(к), что он сократился, или то, что вы не в состоянии прийти на встречу со своим боссом, в то время как вокруг витают слухи о вашем увольнении, требует задействовать мозг для интерпретации этого.
В своих ранних исследованиях астмы Уильям объединился с психологом Крисом Коу, который изучает психонейроиммунологию – взаимоотношение между разумом, мозгом и иммунной системой. Они набрали двадцать студентов с астмой и давали им вдыхать небольшие дозы аллергена (пыльца, пыль или кошачья шерсть – то, что вызывало наибольшее ухудшение легочной функции во время скрининг-теста) дважды в семестр: один раз, когда была спокойная эмоциональная обстановка, и второй раз – перед экзаменами. Студенты также сдавали образцы слюны, которые содержат молекулы, вырабатываемые легкими, когда те воспалены – как это случается, когда астматик вдыхает аллерген, – а потому является достоверным показателем воспаления легких. До принятия аллергена (пыльцы, пыли или кошачьей шерсти) объем воспалительных молекул был на одном уровне в течение экзаменов и всего семестра до этого. Но после использования аллергена показателей воспаления стало на двадцать семь процентов больше во время экзаменов (по сравнению с менее стрессовым периодом), несмотря на то, что в обоих случаях использование аллергена было одинаковым. Вероятно, стресс значительно ухудшает психологическую реакцию на аллерген.
Точный механизм, из-за чего это происходит, еще не до конца понят и изучен, но недавние открытия дают возможность предполагать, что в этом участвует кортизол. Стресс увеличивает уровень кортизола, что на первый взгляд может показаться выгодным для астматика: кортизол подавляет воспаление. Тогда почему воспаление легких может развиваться, несмотря на высокий уровень кортизола? Потому что иммунные клетки становятся менее восприимчивыми к кортизолу и нормальная функция кортизола – подавление воспаления – нарушается. К сожалению, всего несколько терапевтов, лечащих астму, рассматривают возможность того, что что-то помимо легких может быть значимым в этом заболевании.
Это и другие схожие исследования четко показывают, что хотя астма обычно воспринимается как болезнь дыхательных путей и, возможно, иммунной системы, у нее также есть довольно сильная эмоциональная (и, таким образом, неврологическая) составляющая. Стресс, ощущаемый студентами, усердно готовящимися к экзаменам, запускал более серьезные симптомы, если они вдыхали аллерген. Наряду с другими схожими наблюдениями, как стресс усугубляет симптомы астмы, это показывает, что мозг взаимодействует с легкими и дыхательными путями. Таким образом, было принято решение исследовать связь между стрессом и симптомами астмы. Если говорить более конкретно, мы хотели понять, какие модели активности мозга влияют на непроходимость дыхательных путей и воспаление легких при астме.
Чтобы сделать это, нам надо было найти хороший способ вызвать стрессовое состояние. И мы создали версию известного теста Струпа, о котором я упоминал ранее. Разработанный в 1935 году тест Струпа заключается в следующем. Названия цветов печатаются на карточках либо той краской, которая соответствует названию цвета, либо другой. Например, «зеленый» может быть напечатано зеленым цветом или же красным. Задание состоит в том, чтобы назвать цвет чернил, не читая само слово. Требуется больше времени, если есть отличия цвета от самого слова: например, сказать «зеленый» сложнее, когда слово «красный» напечатано зелеными чернилами, чем сказать «зеленый», когда зелеными чернилами напечатано слово «зеленый». Более поздняя версия теста Струпа – назвать цвет, которым напечатано слово с эмоциональной нагрузкой. Это исследование показало, что у пациентов, подверженных паническим атакам, произнесение цвета, которым напечатаны такие слова, как «беспокойство», «нервный», «тревожный», занимало больше времени, чем произнесение цветов слов без эмоциональной окраски, таких как «дом» или «занавеска». В обоих тестах (оригинальном и измененном) причина, по которой произнесение названия цвета чернил занимает больше времени, чем обычно, такова: мы просто не можем не прочесть само слово, и это мешает нам назвать цвет.
Для первого изучения астмы мы набрали шесть пациентов из Мэдисона. Когда они пришли к нам в лабораторию, мы объяснили им, что они будут вдыхать три субстанции: простой физиологический раствор (обычно не вызывает симптомов астмы, таких как кашель и тяжелое дыхание), метахолин (как и гладкая мышца-сжиматель, может стать причиной стеснения в груди, часто связываемого с приступами астмы, но не запускает воспалительную реакцию в легких) или аллерген (мы использовали пыль и пыльцу). Ни те, кто впрыскивал эти субстанции, ни те, кому их впрыскивали, не знали, что содержалось в каждой порции жидкостей, потому что мы не хотели, чтобы даже простая мысль о присутствии аллергена повлияла на реакцию испытуемого. Спустя несколько часов после вдыхания неизвестной субстанции каждого участника эксперимента помещали в трубу МРТ.
Внутри мы включали экран, встроенный в потолок трубы, и, используя наушники, сообщали испытуемому о начале теста Струпа. Мы создали версию теста с использованием слов, относящихся к этому заболеванию («тяжело дышать», «задыхаться», «стеснение дыхания» ), наряду с другими негативными словами («ненавидеть», «злой», «беспокойный»). Как положено, слова были написаны разными цветами. Участникам надо было назвать цвет слова (вместо произнесения цвета мы попросили их нажимать на соответствующие кнопки – разговор может сбить показания МРТ). Мы проводили этот тест в три этапа с разницей в месяц, так что могли получить данные после того, как участники вдохнули каждую из трех субстанций.
Мелисса Розенкранц, талантливая выпускница, взяла инициативу на себя. Мы сидели вместе в диспетчерской и смотрели на поступающие от первого испытуемого данные, понимая, что получаем какой-то результат. Когда астматик видел слова, связанные с заболеванием (например, «тяжело дышать»), два участка мозга демонстрировали повышенную активность: центральная доля, которая следит за состоянием тела, а также посылает сигналы внутренним органам во время проявления эмоций, и передняя часть коры поясной извилины, которая играет ключевую роль в наблюдении за окружающим и инициирует действия, способствующие целенаправленному поведению. Более того, дополнительная активность этих областей мозга оказалась еще выше во время прочтения слов, относящихся к астме, после принятия аллергена (по сравнению с реакцией на вдыхание солевого раствора или метахолина). Астматики с наиболее яркой реакцией в ответ на слова, имеющие отношение к их болезни, были подвержены наиболее сильному воспалению легких (что мы измерили спустя двадцать четыре часа после МРТ-сканирования, когда вернулись в лабораторию). На самом деле только у тех астматиков, чья реакция мозга на слова, связанные с астмой, была сильной, имелось серьезное воспаление.
