В ходе эксперимента в виртуальной реальности у участников, к которым приближались аватары людей с сыпью, срабатывал иммунный ответ в ожидании инфекции. Источник изображения:©iStock, dragana991

столкновение с мчащейся машиной, переход через обледенелую дорогу или контакт с микробами: в повседневной жизни случаются ситуации, которые потенциально могут навредить человеку. Чтобы выжить, важно предвидеть такие угрозы и готовиться к ним.¹ Животные, в том числе люди, регулярно меняют своё поведение, чтобы защитить себя от опасностей. Например, люди часто соблюдают социальную дистанцию с теми, у кого явно проявляются признаки заразного заболевания.

Несмотря на эти усилия, микробы часто успешно преодолевают защиту организма, активируя иммунный ответ, направленный на их уничтожение. Учёные многое знают о том, что происходит, когда патогены проникают в организм. ² Однако остаётся неясным, как превентивные меры помогают организму подготовиться к возможным инфекциям.

В новом исследовании, опубликованном сегодня в Nature Neuroscience, учёные показали, что мозг распознаёт присутствие возможных возбудителей инфекции поблизости — даже в виртуальной реальности (VR) — и активирует ранние звенья иммунной системы, подготавливая её к ответу.³ Исследование подчёркивает потенциал VR для дальнейшего изучения сложной связи между нервной и иммунной системами.

Иллюстрация, на которой изображена женщина в очках виртуальной реальности.Исследователи использовали систему виртуальной реальности, чтобы изучить, как организм реагирует на предполагаемую угрозу заражения. Лаборатория нейробиологии Lombardini22

Чтобы понять взаимосвязь между поведенческой и иммунной готовностью, Андреа Серино, нейробиолог из Лозаннского университета, Камилла Джандус, иммунолог из Женевского университета, и их команда набрали 248 здоровых добровольцев. Исследователи разработали VR-эксперимент, в котором лица человеческих аватаров с различными характеристиками стереоскопически появлялись в окололичном пространстве участников на разном расстоянии. Лица аватаров были либо нейтральными, либо выражали страх, либо демонстрировали признаки инфекции, такие как сыпь или кашель. Чтобы проанализировать, как добровольцы воспринимали эти лица, команда сопоставила виртуальные стимулы с прикосновениями к лицам. Участники сильнее реагировали на заразительные аватары, чем на нейтральные или вызывающие страх, даже на большом расстоянии, что указывает на то, что они ожидали потенциальной угрозы.

Где в мозге распознаётся угроза? Чтобы ответить на этот вопрос, Серино, Джандус и их коллеги провели эксперимент с виртуальной реальностью в сочетании с электроэнцефалографией и функциональной магнитно-резонансной томографией (фМРТ). Поскольку мозг может распознавать различные стимулы как угрозу, команда сначала попыталась выяснить, как он отличает инфекции от других опасностей. Сравнив активность мозга при виде пугающих и заразных аватаров, они обнаружили повышенную реакцию в нейронных цепях лобно-теменно-затылочной области на оба стимула. Это согласуется с результатами предыдущих экспериментов на приматах, в ходе которых исследователи обнаружили, что в этих сетях кодируется прогнозирование потенциального контакта с опасными раздражителями.

Чтобы точнее определить участки мозга, отвечающие за прогнозирование инфекций, команда провела МРТ-сканирование мозга добровольцев. «Сеть значимости» — области, которые обнаруживают и фильтруют угрозы, — активировалась у тех, кто видел заражённые аватары в сочетании с прикосновением к лицу. Ранее учёные наблюдали активацию некоторых из этих областей во время воспалительных процессов, вызванных вакциной. Команда исследователей углубилась в изучение модели нейронной сети и обнаружила, что потенциальные инфекционные раздражители активируют гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему — сложную сеть взаимодействий, которая регулирует реакцию организма на стресс.

Затем Серино и Джандус исследовали, приводят ли эти реакции мозга к активации иммунной системы. Они набрали новую группу участников и измерили уровень их иммунных клеток после демонстрации нейтральных аватаров в виртуальной реальности в качестве исходного уровня. Затем они разделили группу на три подгруппы и демонстрировали каждой из них нейтральные, пугающие или заразительные лица. Чтобы сравнить это с реальной иммунной реакцией, исследователи пригласили четвёртую группу добровольцев, которым сделали прививку от гриппа. К удивлению команды, стимуляция как виртуальной угрозой, так и реальной инфекцией активировала у испытуемых ранние звенья иммунной системы — врождённые лимфоидные клетки и естественные клетки-киллеры. Они сравнили это с принципом детектора дыма в биологии, который гласит, что организм часто перестраховывается, даже если это иногда приводит к ложным срабатываниям.⁴

Эти результаты показывают, что потенциальные инфекционные угрозы, даже в виртуальной реальности, подготавливают иммунную систему к тому, что может произойти. Однако авторы отметили, что использование только одной вакцины и сосредоточенность исключительно на молодых людях ограничивают применимость результатов, что требует дальнейших исследований.

Ссылки:

1. Моббс Д. и др. Пространство, время и страх: вычисления для выживания в рамках защитных механизмов. Trends Cog Sci. 2020;24(3):228-241.
2. Пол У.Э. Объединение врожденного и адаптивного иммунитета. Cell. 2011;147(6):1212-1215.
3. Трабанелли С. и др. Нейронное ожидание виртуальной инфекции запускает иммунный ответ. Nat Neurosci. 2025.
4. Нессе Р. М. Принцип работы детектора дыма: обнаружение сигнала и оптимальное регулирование защиты. Evol Med Public Health. 2018;2019(1):1.