Мозговой трест. 39 ведущих нейробиологов – о том, что мы знаем и чего не знаем о мозге
- Автор: Линден Дэвид
- Год: 2022
- Язык: русский
- Год: Синдбад
- ISBN: 978-5-00131-420-2
- Переводчик: Юрий Яковлевич Гольдберг
- Жанр: Биология
Электронная книга - «Мозговой трест. 39 ведущих нейробиологов – о том, что мы знаем и чего не знаем о мозге». Краткое содержание книги:
Авторы описывают самые удивительные особенности мозга, честно объясняя, что известно, а что пока неизвестно ученым о работе нервной системы. Книга увлечет всех, кто интересуется наукой о мозге.
Поведение птенца смеющейся чайки при поиске пищи направлено на выживание и включает базовый рефлекс клевания цилиндрического объекта. Этот рефлекс связан с тем, что в первые дни своей жизни птенцы, по сути, не сталкиваются с другими цилиндрическими объектами, помимо клюва родителя. Кроме того, клевание клюва взрослой птицы приводит к отрыгиванию пищи в клюв птенца. Весь процесс состоит из простых механических движений и изначально не требует действий, нацеленных на поиск пищи. Именно здесь на первый план выходит обучение. Получение пищи в результате рефлекторных действий трансформирует клевание клюва в пищевое поведение. Так работает обучение с подкреплением, когда желаемый результат вызывает последовательность нейрохимических процессов, которые запускают действия, повышающие вероятность положительного результата в будущем. Таким образом, в мозге птицы есть нечто вроде пружинной ловушки, включающей два типа простого врожденного поведения (клевание у птенца и отрыгивание у родителя), и когда эта ловушка срабатывает, обучение с подкреплением формирует пищевое поведение. Эта «поведенческая ловушка» очень проста и эффективна; вот почему пищевое поведение так легко формируется и кажется врожденным, хотя таковым не является.
Опираясь на этот пример, попытаемся проанализировать корни шопенгауэровской «воли» и то, как она определяет наше поведение. Питание, агрессия, забота о потомстве, выбор партнера и социальное взаимодействие — все это универсальные и сложные типы поведения, необходимые для выживания вида и отдельных особей. Но как возникают эти мотивации? Какие из них приобретенные, а какие — врожденные? В большинстве случаев у людей это выяснить довольно сложно, но изучение других видов животных дает некоторые интересные зацепки.
Нейробиологи сделали несколько важных открытий, показавших, что искусственная активация определенных областей мозга при помощи вживленных электродов может вызывать разные поведенческие реакции, связанные с выживанием, в тех условиях, в которых обычно они не наблюдаются. По всей видимости, главную роль в инстинктивных устремлениях играет структура размером с орех, расположенная в нижней части мозга, — гипоталамус. Так, стимуляция одной части гипоталамуса заставляет животное есть, стимуляция другой части — пить, а третьей — делает его агрессивным[451]. Таким образом, в мозге существуют специализированные цепи, которые регулируют эти типы поведения. Именно через эти цепи естественный отбор воздействует на сложное поведение посредством простых поведенческих ловушек, объединяющих врожденный сенсорный гедонизм, обучение и мотивационные потребностные состояния. К таким состояниям относится ощущение дискомфорта, которое возникает при нехватке элементов, необходимых для функционирования организма: например, неприятное чувство потребности в пище у голодного животного. Основные нейронные цепи, отвечающие за разные составляющие наших предпочтений, и есть источники нашей воли: именно они следят за тем, чтобы мы — как и смеющиеся чайки — выполняли необходимые действия.
Мы обладаем некоторым представлением о механизме этого процесса применительно к самым простым мотивациям, таким как голод. Когда животное какое-то время голодает, активируются специализированные нервные клетки гипоталамуса (нейроны AGRP), и их активность ведет к поискам пищи. Когда пища найдена и съедена, нейроны AGRP затормаживаются[452]. Эти клетки тесно связаны с питанием, однако возбуждение AGRP вызывает неприятные ощущения, и это указывает на то, что животные едят — по крайней мере, отчасти, — чтобы «отключить» эти клетки[453]. Таким образом, данная система «заставляет» животное взаимодействовать с внешним миром и искать пищу, чтобы избавиться от неприятного чувства голода. Помимо нейронов AGRP, в процессе участвуют другие цепи, которые отвечают за то, чтобы определенные стимулы, такие как сладкий вкус, воспринимались как приятные, побуждая животное есть найденную пищу. Эти два механизма образуют двухтактную систему для выученного поведения, и в результате животное ест из-за желания избавиться от чувства голода и инстинктивного стремления ощутить приятный вкус. Поскольку оба этих мотива способствуют обучению, они служат главными составляющими поведенческой ловушки, которая заставляет животное искать и употреблять пищу.
451
S. M. Sternson, «Hypothalamic Survival Circuits: Blueprints for Purposive Behaviors», Neuron 77 (2013): 810–824.
452
J. N. Betley, S. Xu, Z. F. Cao, R. Gong, C. J. Magnus, Y. Yu, and S. M. Sternson, «Neurons for Hunger and Thirst Transmit a Negative-Valence Teaching Signal», Nature 521 (2015): 180–185; Y. Chen, Y. C. Lin, T. W. Kuo, and Z. A. Knight, «Sensory Detection of Food Rapidly Modulates Arcuate Feeding Circuits», Cell 160 (2015): 829–841.
453
Искусственное возбуждение нейронов AGRP приводит к жадному поглощению пищи, но животное также начинает избегать мест и запахов, ассоциирующихся с периодом активности нейронов; это значит, что эти нервные клетки отвечают за неприятные ощущения, связанные с голодом.