Моргание выдаёт работу мозга — но не показывает «уровень дофамина»

Частота моргания меняется вместе с вниманием и состоянием нервной системы, но считать её простым нейробиологическим тестом пока нельзя

Мы моргаем тысячи раз в день и почти никогда этого не замечаем. Кажется, что задача проста: веки закрываются, слёзная плёнка обновляется, поверхность глаза не пересыхает.

Но если записывать моргание человека во время разных задач, оказывается, что оно ведёт себя совсем не как автоматический стеклоочиститель.

Именно поэтому движение век заинтересовало не только офтальмологов, но и нейробиологов.

Частота моргания действительно меняется вместе с задачей

У здорового взрослого человека в обычных условиях частота моргания может составлять примерно 15–20 раз в минуту, однако разброс между людьми и даже у одного человека очень велик.

На неё влияют влажность и температура воздуха, поток воздуха в лицо, состояние слёзной плёнки, концентрация внимания, физическая активность и характер выполняемой задачи.

Особенно хорошо это заметно при зрительной работе.

Когда человек внимательно читает, рассматривает изображение или выполняет задачу, в которой важно не пропустить визуальную информацию, морганий обычно становится меньше. Причина вполне логична: каждое моргание на короткий момент перекрывает поступление зрительной информации.

Исследования работы за цифровыми устройствами показывают ещё одну интересную деталь. Уменьшение числа морганий связано не только с самим экраном. Большую роль может играть именно когнитивная нагрузка — насколько сильно человек должен концентрироваться.

Иными словами, мозг способен менять даже такой, казалось бы, автоматический процесс в зависимости от того, чем он занят.

Зачем нейробиологам понадобились веки

Особый интерес к морганию возник из-за дофамина.

Дофамин — нейромедиатор, то есть химический посредник, с помощью которого нервные клетки регулируют работу различных нейронных систем. Он участвует не только в переживании вознаграждения, как часто пишут в популярной литературе, но также в обучении, мотивации, движении, принятии решений и когнитивном контроле.

В экспериментах на животных, фармакологических исследованиях и наблюдениях за некоторыми неврологическими и психиатрическими заболеваниями частота спонтанного моргания неоднократно оказывалась связана с изменениями дофаминовой системы.

Например, при болезни Паркинсона, при которой повреждаются дофаминовые нейроны, средняя частота моргания в исследованиях часто оказывается ниже, чем у здоровых людей.

На этом основании появилась привлекательная идея: возможно, достаточно просто посчитать, сколько раз человек моргает, чтобы получить дешёвый неинвазивный показатель активности дофамина.

В 2016 году большой обзор литературы ещё рассматривал частоту спонтанного моргания как перспективный косвенный показатель дофаминовой функции.

Именно здесь начинается самая интересная часть этой истории.

Посчитать моргания оказалось намного проще, чем измерить дофамин

Если частота моргания действительно отражает уровень дофамина, она должна коррелировать с прямыми измерениями дофаминовой системы мозга.

Это можно проверить с помощью позитронно-эмиссионной томографии — PET.

В 2017 году исследователи сравнили частоту моргания с доступностью дофаминовых D2-рецепторов у здоровых людей. Связи обнаружить не удалось. Стимуляция дофаминовой системы бромокриптином также не дала ожидаемого изменения частоты моргания.

В 2018 году другая группа использовала [¹⁸F]-DOPA PET, позволяющую оценивать способность мозга синтезировать дофамин. Исследование также не подтвердило предполагаемую положительную связь.

Но особенно важной стала работа, опубликованная в журнале eLife в 2023 году.

Исследователи измерили способность стриатума — системы подкорковых структур мозга — синтезировать дофамин с помощью [¹⁸F]-FDOPA PET у 94 здоровых добровольцев. Одновременно они измеряли частоту спонтанного моргания.

Значимой корреляции не оказалось.

Причём статистический анализ не просто показал недостаток доказательств связи: данные скорее поддерживали отсутствие достаточно сильной корреляции, которая позволяла бы использовать моргание вместо PET.

Вот ключевой момент.

Моргание связано с мозгом. Дофамин способен влиять на системы, управляющие морганием. Но из этого не следует, что частота моргания является измерителем количества дофамина.

Это разные утверждения.

Почему один простой показатель не смог заменить PET

Морганием управляет не одна нейронная система.

В процессе участвуют структуры ствола мозга, базальные ганглии, системы внимания и сенсорной обработки. Одновременно веки реагируют на состояние самого глаза.

Если слёзная плёнка нестабильна и поверхность глаза раздражена, человек может моргать чаще. При интенсивной зрительной концентрации — наоборот, реже. Значение имеют влажность воздуха, ветер, сухость глаз, контактные линзы, усталость и характер деятельности.

Даже влияние когнитивной нагрузки оказалось неоднозначным.

В исследовании 2023 года участники выполняли зрительную, слуховую и интероцептивную задачи — в последней нужно было сосредоточиться на собственном сердцебиении. Во всех активных условиях люди моргали реже, чем в состоянии покоя, однако предполагаемой простой зависимости между «внутренним» или «внешним» фокусом внимания обнаружено не было.

Мозг, таким образом, действительно оставляет след в паттерне моргания.

Но этот след складывается сразу из множества процессов.

Почему учёные всё равно продолжают считать моргания

Отказ от идеи «моргание = дофамин» вовсе не делает этот показатель бесполезным.

Наоборот, современные системы отслеживания взгляда позволяют записывать не только количество морганий, но и их момент, продолжительность, интервалы между ними и связь с выполняемой задачей.

Это даёт исследователям очень дешёвый и неинвазивный физиологический сигнал.

Он может дополнять данные о внимании, зрительной нагрузке, усталости и некоторых неврологических состояниях. В исследованиях болезни Паркинсона, например, особенности моргания продолжают изучать вместе с другими двигательными и глазодвигательными признаками.

Но принципиально важно различать два уровня.

На уровне большой группы пациентов определённое заболевание может сопровождаться изменением средней частоты моргания.

Это ещё не означает, что по морганию конкретного человека можно определить заболевание или состояние его дофаминовой системы.

Та же проблема возникает со многими биомаркерами: статистическая связь в группе далеко не всегда превращается в диагностический тест для одного человека.

Почему частое моргание чаще говорит не о дофамине

Если человек вдруг замечает, что стал моргать гораздо чаще, первой гипотезой не должна быть «изменился дофамин».

Гораздо более прозаические причины встречаются постоянно: раздражение поверхности глаза, сухость, аллергия, нарушение слёзной плёнки, зрительная нагрузка или некоторые двигательные тики.

При сухом глазе учащённое моргание может быть компенсаторной реакцией: организм пытается чаще восстанавливать слёзную плёнку.

Поэтому считать моргания в течение минуты и сравнивать результат с найденными в интернете «нормами дофамина» бессмысленно.

Само число без контекста почти ничего не диагностирует.

Если заметное изменение моргания сохраняется, сопровождается болью, покраснением, ухудшением зрения, выраженными непроизвольными сокращениями век или другими необычными движениями лица, причину стоит обсуждать с врачом, а не пытаться интерпретировать частоту моргания самостоятельно.

Самая интересная информация может быть не в количестве морганий

История с морганием хорошо показывает, как развивается нейробиология.

Сначала исследователи замечают красивую корреляцию.

Затем появляется привлекательный простой маркер.

А после более прямых измерений оказывается, что реальная система сложнее.

Сегодня вопрос уже звучит не так: «сколько раз человек моргает и сколько у него дофамина?»

Гораздо интереснее другое: когда именно мозг разрешает себе моргнуть, как этот момент зависит от внимания и сенсорной информации и почему паттерн меняется при разных состояниях нервной системы.

Обычное движение век действительно может многое рассказать исследователю.

Просто это рассказ не об одной молекуле.