Читать онлайн Мозг и его потребности. От питания до признания бесплатно

Издательство благодарит Культурно-просветительский центр «Архэ» за помощь в подготовке издания
Научный редактор Ольга Сварник, канд. психол. наук
Редактор Елена Павликова
Издатель П. Подкосов
Руководитель проекта А. Шувалова
Художественное оформление и макет Ю. Буга
Корректоры И. Астапкина, Е. Сметанникова
Компьютерная верстка М. Поташкин
Иллюстрация на обложке Shutterstock.com
© Дубынин В., 2020
© ООО «Альпина нон-фикшн», 2021
Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.
Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.
⁂
Предисловие
Добрый день, дорогие читатели, спасибо, что открыли эту книгу.
Данный факт сам по себе уже означает, что труд автора не пропал даром и созданный им текст вызвал как минимум любопытство.
Кстати, по ходу повествования тема любопытства станет одной из главных, ей будет посвящен особый раздел. Ведь стремление удивляться, узнавать новое – важнейшая врожденная программа, вложенная эволюцией в наш мозг – наряду с голодом и жаждой, страхом и агрессией, стремлением к размножению, заботе о потомстве, свободе и еще примерно десятком групп «биологических потребностей». Эти группы мы и будем последовательно, глава за главой, рассматривать.
Почему именно потребности? Мое глубокое убеждение состоит в том, что данная сфера работы нервной системы – основа основ психической деятельности. Потребности, постоянно сменяя друг друга, создают тот источник энергии, который подталкивает сначала ребенка, а потом и взрослого совершать что-то, шевелить руками, ногами и «извилинами» для достижения определенной цели. Параллельно возникают эмоции, обусловленные успехом либо неудачей поведения. И на фоне этих эмоций наш мозг учится, запоминая эффективные пути к удовлетворению потребностей.
Биологические потребности – основа как сиюминутных, так и долгосрочных планов каждого из нас, двигатель истории, науки, искусства. Они – фундамент экономики человечества: люди продают и покупают еду, безопасность, новизну, стремление быть лучше других, понравиться партнеру.
Группы безусловных рефлексов, о которых в начале ХХ века писал Иван Петрович Павлов[[1] ], и то, что в психологии относят к области «бессознательного», – все это в значительной степени пересекается со сферой биологических потребностей. Каждому человеку необходимо знать хотя бы их базовый список: это позволит существовать более осознанно, четче видеть те физиологические «ловушки», которые древняя природа Homo sapiens разбросала по полю нашей жизни. И еще очень важно почувствовать, какие потребности именно для вас конкретно наиболее значимы – ведь как раз они и будут создавать тот «драйв», который позволяет достичь высот в избранной профессии, проявить и раскрыть личную одаренность.
Автор данной книги – физиолог и нейробиолог; не психолог, не медик. В связи с этим текст, который читатель держит в руках, посвящен изложению, прежде всего, общих принципов работы мозга и организации поведения. Его не следует рассматривать с точки зрения рекомендаций вести себя так или иначе в определенных жизненных ситуациях; не стоит искать описания и диагностику определенных расстройств и заболеваний, и уж тем более он не подразумевает доминирующее значение биологического в конкретном поведении конкретного человека. На то нам и даны способности мышления и сознания, чтобы сказать «нет» поведенческим программам, генерируемым чрезмерно активными по той или иной причине центрами биологических потребностей.
Мое первое серьезное знакомство с нейробиологией потребностей, мотиваций, эмоций произошло в начале 1980-х годов, когда нам, студентам кафедры высшей нервной деятельности биологического факультета МГУ, читал курс лекций академик АН СССР Павел Васильевич Симонов[[2] ]. Выдающийся ученый, мыслитель, создатель собственной научной школы, он предложил классификацию потребностей, которая актуальна и сейчас и на которую во многом опирается данная книга. А еще через десять лет я стал сотрудником кафедры физиологии человека и животных биофака МГУ. Ею на тот момент заведовал академик РАМН Игорь Петрович Ашмарин[[3] ]. Именно он привлек меня к изучению медиаторных основ потребностей, и ему я обязан интересом к поиску фармакологических «рычагов», способных влиять на соответствующие мозговые центры.
Параллельно с научной работой я как преподаватель МГУ (и не только МГУ) читаю многочисленные лекции, посвященные принципам деятельности мозга. В какой-то момент, а если точнее, осенью 2015 года темы, относящиеся к нейробиологии потребностей, удалось выделить в компактный, состоящий из 12 лекций курс. Именно этот курс и лег в основу предлагаемой вашему вниманию книги. Инициатором процесса выступило издательство «Альпина нон-фикшн» и его генеральный директор Павел Подкосов. Несколько месяцев я регулярно получал от них письма об актуальности и востребованности соответствующего научно-популярного опуса. В итоге мы достигли соглашения, и началась работа над книгой. Ситуацию облегчало то, что курс изначально был задуман как «несложный» – читаемый для студентов любых факультетов МГУ, пожелавших на него записаться. В рамках современных образовательных программ это называется «курс по выбору».
Очень важный вклад на начальной стадии процесса внесла сотрудница культурно-образовательной платформы «Архэ» Любовь Паршина, которая превратила аудиозаписи лекций в текст, набранный на компьютере и синхронизированный с иллюстрациями. Люба, огромное спасибо и всяческих удач!
Затем начались мои личные мучения. Я, конечно, прекрасно знал, что разговорный русский отличается от книжного, за последние годы отредактировав немало собственных интервью. Но интервью маленькие, а тут 12 глав суммарным объемом примерно в 500 страниц. И каждая страница – это час-два, а то и больше редактуры, правки, проверки ссылок на научные статьи. Так что в этом месте я выражаю огромную признательность родным и близким, которые терпели мое просиживание за компьютером ночами, в выходные, во время коротких отпусков.
Когда же текст был вчерне готов, в дело вступила Елена Павликова, опытнейший редактор и нейробиолог по образованию, выпускница СПбГУ, мой давний друг. Она серьезно поработала не только с языком, но и структурой книги, свежим взглядом обозрев то, что мне порой казалось банальным (а нужно бы пояснить!), доступным для понимания без дополнительных комментариев (а нужно бы расшифровать!), относящимся к тексту той или иной главы («Давай уберем этот абзац, оставим его для следующей книги, здесь данная тема нарушает логику повествования»). Лена, миллион спасибо, прекрасно, что ты согласилась участвовать в этом проекте.
Наконец, бесценен вклад научного редактора книги Ольги Сварник. Сама будучи известным и активно работающим ученым, преподавателем, популяризатором, она нашла время и силы для анализа и критики моего стиля изложения, подбора и интерпретации фактов, а порой – избыточно смелых обобщений. Критики доброжелательной и конструктивной, несмотря на некоторые концептуальные расхождения в понимании принципов функционирования мозга. Ольга, те две сотни замечаний, которые были Вами сделаны, – это важнейший «взгляд со стороны» специалиста и коллеги, и Ваше итоговое одобрение данного научно-популярного творения для меня чрезвычайно значимо. Что же получилось в результате? Двенадцать лекций курса в измененном (порой расширенном, порой сокращенном) виде превратились в 12 глав книги. Первая из них носит вводный характер, и, если вы уже что-то знаете о принципах строения и функционирования мозга, ее можно пролистать «по диагонали». Затем идут 10 глав, посвященных конкретным потребностям. Все начинается с относительно простой, но очень актуальной истории о центрах голода. Затем – любопытство и страх, половое и родительское поведение. Особая глава посвящена подражанию – зеркальному принципу работы нейросетей. Во второй половине книги рассматриваются агрессия, стремление лидировать, быть свободным, двигаться и др. Довольно подробно разбирается вегетативная сфера – способность нервной системы управлять внутренними органами (часто в обход сознания, но на благо нашему здоровью). Последняя глава носит обобщающий характер. В частности, в ней суммируется и систематизируется рассеянная по всему тексту информация об участии в генерации потребностей и эмоций конкретных молекул-нейромедиаторов – дофамина, опиоидных пептидов, норадреналина и др., а также похожих на них соединений, нередко обладающих наркотикоподобными свойствами.
Желаю приятного чтения и не могу не отметить, что предлагаемый текст – только приоткрытая дверь в мир нейронаук и нейробиологии, в сферу знакомства, сотрудничества и дружбы с собственным организмом. Он у каждого из нас один-единственный, и сознание, личность человека, по сути, программа-пользователь, установленная на «железо» нервной системы. Давайте же будем квалифицированными пользователями, знающими сильные и слабые свойства собственного уникального мозга, и пусть это сделает нашу жизнь более долгой, эффективной и счастливой.
Искренне ваш,Вячеслав Дубынин
Глава 1. Общие принципы строения и работы мозга. Классификация потребностей
На что похож наш мозг?
Мозг – очень сложно устроенный орган, и во все эпохи люди, понимая важность мозга и нервной системы в целом, пытались их с чем-то сравнить. Как правило, сравнение происходило с какими-то сложными, техническими наиболее передовыми объектами, которые человечество придумало на тот момент.
Например, Декарт в XVII веке сравнивал мозг со сложной механической и пневматической системой, где имеются различные рычаги, баллоны с газом и т. д. В XIX веке мозг пытались уподобить телефонной станции, потому что в нем есть структуры, похожие на провода, присутствует связь центра и периферии, а внутри ведутся постоянные «разговоры». Сейчас мы в основном сравниваем мозг с компьютером, это достаточно удобная аналогия, хотя и она не совсем точная и полная.
В первом приближении мозг с компьютером можно сопоставить на уровне глобальных функциональных блоков. Так, у нас в голове есть «центральный процессор» – высшие зоны коры больших полушарий, и в компьютере он тоже имеется. К высшим зонам относятся те области коры больших полушарий, которые занимаются мышлением, принятием решений. Для того чтобы центральный процессор работал, ему нужны дополнительные вычислительные устройства, которые находятся на входе и выходе, и мы обнаруживаем их как в компьютере, так и в мозге. Устройства ввода – клавиатура, микрофон, видеокамера – передают сигналы внутрь компьютера. А у человека это делают разнообразные сенсорные системы.
Или, например, блоки памяти. В компьютере присутствуют устройства, которые удерживают информацию на короткое либо длительное время, то есть память оперативная и та, что надежно сохраняется на винчестере. У нас тоже имеются кратковременная и долговременная память, хотя за них отвечают не столько разные отделы мозга, сколько различные процессы, происходящие на уровне отдельных нервных клеток.
Компьютерному блоку питания в нашем мозге соответствуют центры сна и бодрствования. И хотя блок питания не очень сложный, но, если он сломается, компьютер работать не будет. Человек же при повреждении этого очень небольшого по объему центра впадает в коматозное состояние.
Огромную роль в работе нашего мозга играют центры потребностей. В функционировании компьютера они не так явно себя обнаруживают. Хотя современные компьютеры все же умеют заявлять о своих «потребностях». Компьютер может сообщить нам тем или иным способом: «Кончается заряд аккумулятора, подключи меня к сети», или «Пришла почта, посмотри», или «Не пора ли обновить антивирусную программу?». Можно легко представить ситуацию, когда, услышав, как хозяин вошел в квартиру, ваш ноутбук включается и говорит: «Не хочешь ли поиграть?», или «Тут интересный фильм появился», или еще что-то. То есть активно себя ведет, навязывая хозяину те или иные реакции.
Кроме того, и в компьютере, и в мозге есть устройства вывода – блоки, направленные вовне. В компьютере это принтер или дисплей, а в нашем организме – мышцы и внутренние органы. Когда мозг что-то делает, в том числе ищет пути удовлетворения той или иной потребности, то, соответственно, мы шевелим руками и ногами. А наше сердце, кишечник, почки, легкие работают для того, чтобы все эти движения были обеспечены кислородом, глюкозой и прочим… Все это работает, чтобы мы жили долго и по возможности счастливо.
Если копнуть чуть глубже, мы видим, что компьютер состоит из микрочипов, а мозг – из нейронов и расположенных между ними вспомогательных (глиальных) клеток. Нейроны (нервные клетки) и микрочипы – это примерно один уровень организации. Нам важны нейроны, поэтому поговорим о них подробнее.
Нервная клетка (рис. 1.1, слева) – это ветвистое образование, у которого есть центральная часть, ее называют сомой; в соме находится ядро и различные органоиды. От центральной части отходят два типа отростков: дендриты и аксоны (дендро – «ветвь», аксо – «ось»). Дендриты – сильно ветвящиеся отростки, которых обычно несколько, они находятся на входе в нейрон и воспринимают информацию. Аксон у нейрона всегда один, он проводит сигналы к следующим клеткам. В итоге нейроны образуют цепи, или сети, по которым передается информация.
Рис. 1.1. Вверху слева: нейрон; вверху справа: синапс. Внизу: пример нейронной сети
Наша память, эмоции, то, что мы воспринимаем во внешней среде, то, что направляется к мышцам и внутренним органам, – все это имеет форму распространения электрических импульсов по нервным сетям.
Когда мы смотрим на первый уровень работы мозга, то видим, что мозг – это электрическая машина, и здесь сходство с компьютером совершенно потрясающее.
Всем известно, что в компьютере существует двоичная система, когда с помощью ступенек тока кодируется все, что компьютер делает. Оказывается, и в нашем мозге используется очень похожий принцип, только ступеньки не прямоугольные, как в компьютере, а скорее треугольные (еще точнее, схожие с половинкой синусоиды), они называются потенциалы действия и бегут по аксонам и дендритам. Эти импульсы кодируют чувства, сенсорные переживания, мысли, будущие движения. Ступеньки тока примерно одинаковы во всех отделах мозга, и важно только место, где они возникают. Если подключиться к правильному месту мозга и подавать подобные импульсы, можно вызывать у человека, например, эйфорию или зрительную иллюзию, или запустить определенное движение. Этим, собственно, и занимаются специалисты, которые протезируют пациентам конечности или органы чувств.
Если мы начнем сравнивать мозг с компьютером в деталях, то обнаружится весьма обидная ситуация: в вычислительной машине упомянутые ступеньки тока генерируются по несколько миллиардов за секунду (гигагерцы), а рабочая частота большинства нейронов нашего мозга составляет примерно 50–100 Гц. Получается, что в нервной системе по каждому аксону за единицу времени передается очень мало информации. Вдобавок происходит это чрезвычайно медленно. В компьютерах сигналы распространяются, как говорят нам физики, со скоростью, составляющей примерно половину от скорости света, а у нас максимальная скорость 100–120 м/с, это очень мало.
У такого большого существа, как человек, пока импульс от кожи пальца добежит до спинного мозга, переработается там и вернется обратно, появляется явная задержка во времени, и палец при этом может, например, вполне чувствительно пострадать. Если бы у нас по нервам информация шла со скоростью света, мы бы вообще не обжигались. Мы бы настолько быстро реагировали, что в тот момент, когда палец прикасался к горячей сковородке, рука бы сразу же отдергивалась. Но скорость 100 м/с дает задержку при проведении импульсов по руке порядка 20 м/с, и за это время палец повреждается – спасибо, что не сгорает дотла.
Эволюция честно пыталась создать максимально «быстрые» аксоны, но смогла только такие. И это тоже победа, так как скорость проведения импульсов по нервам у примитивных беспозвоночных не превышает 1 м/с.
Мозг как химическая конструкция
Если копнуть еще глубже, то мы увидим, что мозг – не только электрическая машина, но и химическая конструкция. В ней огромную роль играют так называемые синапсы – контакты между нервными клетками. Как правило, аксоны нейрона дотягиваются до следующей клетки.
Пока информация находится внутри нейрона, она передается в электрической форме в виде импульсов. Но когда приходит время переходить к следующей клетке, информация передается в химической форме в виде особых веществ – медиаторов, и это очень интересно.
Получается чередование: в нейроне – электричество, между нейронами – химия. Потом опять электричество и опять химия. Это чередование химической и электрической передачи – важный базовый принцип работы мозга.
Именно на химическом уровне нам гораздо легче влиять на работу и состояние нервной системы. Если мы знаем, какие вещества выделяются в синапсах (а наука это уже неплохо знает), мы можем вводить молекулы, похожие на них, или, например, мешающие им работать. Этим мы серьезно воздействуем на функции мозга: изменяем баланс между возбуждением и торможением, влияем на память, эмоции. Подавляющее большинство веществ, которые воздействуют на мозг: лекарства, яды или наркотические препараты, – похожи на химические соединения, выделяющиеся в синапсах. Соединения эти называются медиаторами, и они являются посредниками между клетками. Синапсы очень важны для работы мозга!
На рис. 1.1 справа крупно изображен синапс. Внутри окончания аксона находятся синаптические пузырьки – мембранные пузырьки, которые содержат медиатор. Логика работы синапса следующая: сначала по мембране нервной клетки пробегает электрический импульс, он называется потенциал действия; этот импульс запускает движение пузырьков с медиатором в сторону следующей клетки. Дальше пузырьки доходят до окончания аксонов, лопаются, медиатор попадает в узкую щель между аксоном и ближайшей клеткой (она называется синаптическая щель) и влияет на следующую клетку. Это влияние означает, что на мембране следующей клетки сидят особые белки, они выполняют функцию кнопок, а медиатор – это палец, который нажимает на эти кнопки. После того как медиатор нажал на эти белковые кнопки, следующая клетка может возбудиться, и тогда на ней возникнет импульс и побежит дальше. Это означает, что некий кусочек информации будет передаваться дальше.
Бывают и обратные ситуации, когда нажатие на «кнопку» тормозит следующую клетку, и такая клетка на некоторое время перестает передавать сигналы. Это тоже важно.
В нервной системе человека все время сосуществуют и конкурируют два принципа, все время решаются две задачи. Одна задача – это передавать информацию, а вторая – не передавать лишнюю информацию.
То и другое очень важно, поэтому соответственно есть механизмы передачи импульса на следующие клетки и есть механизмы блокады такой передачи. Медиаторы, выделяющиеся в конкретных синапсах, по своим эффектам делятся на две большие группы: возбуждающие и тормозные.
Возбуждающие – те, которые заставляют следующую клетку работать, генерировать импульсы, а тормозные – те, которые мешают следующей клетке проводить, как правило, ненужную информацию.
Важнейшие медиаторы – глутаминовая кислота и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК).
Глутаминовая кислота, или глутамат, одновременно известна как вкусовая добавка. Тот самый глутамат, который улучшает вкус, в мозге работает как важнейший медиатор. Глутаминовую кислоту в качестве медиатора используют не менее 40–50 % нервных клеток. За счет выделения этого вещества передаются сенсорные сигналы, работает память, центры мышления и принятия решений. Двигательные программы, пока они не дошли до мышц, также зависят от выделения глутамата.
ГАМК – гамма-аминомасляную кислоту – в качестве медиаторов, судя по всему, использует не менее трети нейронов. Это вещество мешает проводить лишние сигналы и сдерживает шум в нервной системе, блокируя ненужные информационные потоки, мешающие обработке информации. Эта задача не менее важная, чем проведение сигналов. Наш мозг хорошо работает не тогда, когда много нейронов возбуждено, а когда возбуждены правильные нейроны и их – в идеале – небольшое количество.
Есть популярный вопрос, его очень любят задавать: «В мозге в каждый момент времени активно функционирует всего 10 % нейронов. Как сделать так, чтобы больше работало?» Многие считают, что чем больше, тем лучше. Они ошибаются. На самом деле если импульсы начнут генерировать слишком много нервных клеток, то возникнет перевозбуждение или даже вовсе – эпилептический припадок.
Хорошо работающий мозг – это не мозг, который активировал все клетки, а мозг, который активировал правильные клетки. Тормозить шумящие нейроны – очень важная задача, и ГАМК эту задачу решает.
Мы сейчас кратко познакомились с двумя главными игроками: с возбуждением и торможением. В дальнейшем о них не будет часто упоминаться, нас больше будут интересовать медиаторы второго уровня – медиаторы, которые отвечают за эмоции, мотивации и потребности. Эти медиаторы прежде всего генерируют позитивные эмоциональные переживания в те моменты, когда человеку удается – с точки зрения нашей биологии – совершить что-то хорошее.
Например, вы поели, или узнали что-то новое, или благополучно убежали от опасности – вот в эти моменты при возникновении эмоциональных переживаний в нашем мозге выделяются другие, не менее важные медиаторы. Главные из них – дофамин, норадреналин и эндорфины. На самом деле список этих медиаторов гораздо больше. Медиаторов, связанных с удовлетворением потребностей и положительными эмоциями, около десятка, и мы постепенно будем с ними знакомиться.
Иногда нейрон сравнивают с чипом компьютера, причем весьма сложным, потому что на нервной клетке в среднем сходится около 3000–5000 синапсов. Каждый нейрон одновременно получает информацию по нескольким тысячам каналов. Причем часть этих каналов – возбуждающие, часть – тормозные, и нейрон принимает решение о том, проводить сигнал дальше или не проводить. Все это складывается в весьма сложную картину. Отдельные чипы-нейроны собираются в вычислительные центры, занимающиеся дыханием, реакцией на звук, кратковременной памятью.
В таком случае мозг можно сравнить с огромным компьютерным центром, в котором тысячи отдельных вычислительных устройств сложным образом взаимодействуют друг с другом.
Сколько вообще в нашем мозге нейронов? Обычно дают цифру: 90–100 млрд. Цифра впечатляющая – попробуйте этот самый миллиард представить. Это гораздо больше, чем жителей на планете Земля. Каждый нейрон связан в среднем с 3000–5000 других нейронов. Представьте себе 100 млрд абонентов сети, каждый из которых одновременно общается с 5000 других абонентов.
Получается, что сложность информационных потоков в нашей голове сравнима, наверное, со всем интернетом. Эти процессы еще предстоит серьезно изучать. Наука, вся наша современная техника только начали разбираться в мозге, в нейросетях. Какие-то глобальные изменения в мозге мы видим хорошо, а над пониманием тонкостей передачи информации в нейросетях еще предстоит усердно поработать.
При этом клетки мозга очень маленькие, наиболее частый размер тела нейрона 0,03–0,05 мм. Общеизвестно, что средний вес мозга человека – 1300 граммов. У мужчин, примерно на 100 граммов тяжелее, у женщин легче. Когда это впервые выяснили, мужская часть населения ужасно загордилась. Но потом в процессе изучения обнаружилось, что не все так просто. Дело в том, что помимо нейронов в нервной ткани содержатся еще и так называемые глиальные клетки. Это особые вспомогательные клетки, которые расположены вокруг нейронов. Они защищают нейроны от ударов, следят за химическим составом межклеточной среды, обеспечивают электрическую изоляцию и еще много чего. Оказалось, в том, что мужской мозг больше весит, «виноваты» в основном глиальные клетки. Нейронов у мужчин и женщин примерно одинаково – 85–90 млрд (хотя существует еще и связь между массой мозга и общей массой тела), и эта цифра гораздо стабильнее, чем общий вес нервной системы. Однако мужской мозг лучше «упакован», лучше защищен от ударов по голове. Это логично, мужчины, очевидно, вели более суровый образ жизни, когда охотились за мамонтами или доказывали один другому, что именно он – вожак племени… Женский мозг в этом смысле более «нежный, трепетный», он не рассчитан на грубое обращение.
Львиная доля тел наших нейронов находится в головном и спинном мозге, но, кроме того, у нас по организму раскидано более сотни маленьких мозгов, которые называются ганглии. Там тоже есть нейроны, часть из которых отвечает за разнообразную чувствительность (за сенсорные сигналы), а часть работает с внутренними органами. Ганглии, конечно, подчиняются головному и спинному мозгу. Из ганглиев, из головного и спинного мозга выходят нервные отростки – аксоны и дендриты, они собираются в нервы, которые работают с нашими мышцами и органами. В нервах часто сосуществуют встречные информационные потоки, часть из которых от органов чувств идет в мозг, а часть направляется к эффекторным системам – к мышцам и внутренним органам.
Уточним, что когда аксон направляется к следующей клетке, то этой клеткой может быть нейрон, а может быть мышечная клетка, может быть клетка сердца или кишечника. То есть синапсы бывают не только внутри мозга, но и, например, между нейроном и мышцей, между нейроном и внутренним органом.
С точки зрения цитологов – ученых, которые занимаются внутренним строением клетки, нейрон, в общем, вполне стандартная клетка. Внешне он, конечно, необычно выглядит из-за многочисленных отростков, а внутри такие же, как и в других клетках, структуры: ядро, митохондрии, рибосомы. И обмен веществ в нейронах вполне стандартный. Но важно знать, что нейроны потребляют много энергии. По количеству потребляемой энергии мозг, его нейроны занимают первое место, ему нужно больше всего глюкозы и кислорода на 1 грамм веса. Поэтому, если что-то случается с глюкозой или кислородом, именно мозг первым повреждается. Второе место по потреблению энергии занимают почки, третье – сердце, но мозг все равно лидер по интенсивности обмена веществ.
Нервные клетки поодиночке, конечно, не работают. Для того чтобы даже самые простые функции организовать, они должны собираться в цепи и сети (взаимно пересекающиеся и порой «зацикленные» совокупности нейронных цепей).
Нейронные сети
Изображенная в нижней части рис. 1.1 нейронная сеть состоит всего из пяти нервных клеток, и если вспомнить, что дендриты принимают информацию, а аксоны передают, то становится ясно, в какую сторону по этой сети идут сигналы. Они идут от нейрона 1, он на входе, дальше к нейронам 2 и 3, а от них уже к нейронам 4 и 5, которые в итоге передают возбуждение на мышцы (6) и на внутренние органы (7).
Нейроны, которые изображены на схеме, относятся к четырем функциональным группам. Те, которые находятся на входе в нейросеть, как правило, связаны с органами чувств, их называют сенсорные. Они ощущают прикосновения или, например, улавливают запах.
Нейроны, которые расположены на выходе, – это мотонейроны (двигательные нейроны) и вегетативные нейроны. Первые из них запускают сокращение мышц, и любое наше мышечное сокращение начинается с импульса, возникшего в мотонейронах. Вегетативные нейроны работают с внутренними органами, такими как сердце, сосуды, кишечник, бронхи. Важная разница между мотонейронами и вегетативными нейронами состоит в том, что мотонейронами мы умеем управлять произвольно, а вегетативными, как правило, нет. Эволюция не дала сознанию вход в эту часть нейросети.
Если вспомнить аналогию мозга и компьютерного центра, то получается, что наше сознание – это пользователь, который постоянно имеет дело с тысячами компьютеров. Некоторыми из них он может управлять; другие просто видит и может понять, что они работают, а пароля у него нет. Например, сердце может биться чаще или реже. Волевым усилием, без долголетней йоговской тренировки, человек не может этим управлять. Каждый, наверное, знает, что почувствовать сердцебиение можно, а изменить крайне непросто. Наконец, в нашем «компьютерном центре» есть такие вычислительные устройства, которые явно что-то делают, но сознание вообще не в курсе специфики их активности. Это относится, например, к выделению гормонов. Данной функцией занимается та часть головного мозга, которая называется гипоталамус. Но наше сознание (центры коры больших полушарий) совершенно не отслеживает этот процесс. Возьмем гормон роста. Он выделяется под контролем гипоталамуса, но волевым усилием еще ни одному йогу не удалось вырасти хотя бы на 10 сантиметров. Существование закрытых от сознания «компьютеров» связано с тем, что соответствующие блоки мозга отвечают за нечто столь важное, что сознанию туда нельзя влезать, иначе можно наломать дров. Наш сознательный контроль умеет отслеживать только часть нервных процессов. Мы можем контролировать прежде всего движения, мысли, отчасти – эмоции, но в вегетативную сферу сознанию вход затруднен.
Вернемся к схеме нейросети. Нейроны 2 и 3 – промежуточные нервные клетки (интернейроны), и они в этом ансамбле главные. От них зависит, пойдет ли сигнал «на выход» и вызовет ли, скажем, прикосновение, какую-нибудь реакцию. Именно интернейроны принимают решение о запуске реакций, они же отвечают за такое свойство, как память. В мозге больше всего именно этих клеток, которые связывают вход и выход. В сложном мозге типа человеческого 95 % промежуточных клеток, а на входе и выходе, соответственно, не более 5 % нейронов.
Промежуточные клетки способны обмениваться между собой информацией: на нашей схеме отросток аксона, принадлежащий клетке 2, идет к клетке 3. Следовательно, даже сеть, состоящая всего из пяти нейронов, способна к весьма разнообразным операциям. А если это не 5 нейронов, а 500 или 5 млн? Здесь информационные потоки могут возникать самые разные, очень сложные и интересные, непредсказуемые. Поэтому наш мозг сравнивают не просто с компьютером, а с шумящим компьютером. Это в компьютере всегда 5 × 5 = 25, а у нашего мозга иногда 24, а иногда 27, и это правильно.
Мозг должен «шуметь». Он должен генерировать в определенной степени стохастическое, случайное поведение. Это эволюционно выгодно.
Если бы заяц всегда убегал от лисы предсказуемо, то такого зайца быстро бы поймали и съели. Важна именно непредсказуемость, нужно, чтобы заяц бежал иногда вправо, иногда влево. Это биологически верно, и в итоге наш мозг сделан не для того, чтобы работать с точными цифрами, как компьютер, а для того, чтобы пытаться заглянуть в будущее и так разнообразить поведение, чтобы удовлетворить свои потребности и выжить.
Знания о медиаторах – о тех веществах, которые выделяются в синапсах, – лежат в основе современной психофармакологии. В следующих главах книги будут рассмотрены функции различных медиаторов. Их изучением и занимается наука психофармакология.
Для понимания основной темы книги – мозг и потребности – необходимо перейти на следующий уровень – макроанатомию мозга. Материал о центральной нервной системе, которая состоит из головного мозга и спинного мозга, обычно проходят в школьной программе. Но, так как не каждый взрослый человек помнит о том, что он слышал в школе, кратко повторим строение центральной нервной системы (ЦНС).
Для понимания работы мозга и его центров нам потребуется в первую очередь знание о гипоталамусе, базальных ганглиях, среднем мозге, коре больших полушарий.
Строение мозга. Макроанатомия мозга
Центральная нервная система (ЦНС) – это головной мозг плюс спинной мозг. Головной находится внутри черепа, а спинной идет внутри позвоночника. Устройство спинного мозга в сравнении с головным существенно проще.
Спинной мозг
Наше тело от шеи до копчика делится на 31 этаж, и спинной мозг делится на 31 сегмент. Каждому сегменту примерно соответствует один позвонок, то есть и на уровне скелета все сегментировано. За сегментацию отвечают особые гены, включающиеся на очень ранней стадии развития эмбриона.
Каждый сегмент спинного мозга работает со своим этажом тела. Это значит: получает кожно-болевую чувствительность, управляет мышцами и внутренними органами. На этом уровне мы весьма похожи на дождевого червяка или гусеницу бабочки. Только у гусеницы сегменты видны очень четко, а у нас хоть и не видны, но действительно существуют.
Выделяют восемь шейных сегментов (шея, руки, дыхание), двенадцать грудных («этажи» грудной и брюшной полостей, мышцы туловища), пять поясничных сегментов (ноги) и шесть крестцово-копчиковых (область таза). Если, например, сместился шестой грудной позвонок относительно седьмого, он передавит те нервы, которые выходят из шестого грудного сегмента спинного мозга. Что может произойти дальше? Человек ощутит боль где-нибудь в районе ребер, и эта боль будет связана не с реальным повреждением, а с тем, что спинной мозг плохо передает сигналы. А еще может ухудшиться работа сердца или кишечника…
Когда врачи говорят, что половина болезней от позвоночника, они оказываются правы, потому что передача информации в спинной мозг и из спинного мозга, к сожалению, довольно легко нарушается при деформациях позвоночника. Если позвонки, например из-за сколиоза, сдвинулись в сторону, что часто случается, то существует шанс, что они нажмут на веточку какого-нибудь нерва. Это происходит из-за того, что мы – прямоходящие существа, и за те несколько миллионов лет эволюции, что прошли с момента, когда наши предки встали на задние лапы, позвоночник так и не приспособился окончательно к прямохождению. Поэтому к 40 годам у большинства людей спина уже болит.
Каждый сегмент спинного мозга работает со своим этажом тела, а еще общается с головным мозгом, как с «большим начальником». Существуют, например, информационные потоки, связывающие ладонь со спинным мозгом, с его шейными сегментами, а потом эта информация уходит в головной мозг. Если мы ощущаем прикосновение, например, к большому пальцу руки, это означает, что импульс сначала добежал до спинного мозга, а потом поднялся в кору больших полушарий, где находятся высшие психические центры, которые, собственно, и отвечают за возникновение ощущения. А если человек шевелит большим пальцем, это означает, что импульс сначала возник в коре больших полушарий, потом опустился в соответствующий сегмент спинного мозга, а потом уже ушел на эту мышцу. И нервно-мышечный синапс заставил мышцу сокращаться.
У взрослого человека все это происходит достаточно быстро и автоматически, потому что мы этому учимся в первые годы нашей жизни. Ребенок же появляется на свет почти без двигательных навыков (хотя некоторые из них начинают закладываться еще в утробе матери). Младенец в первые месяцы жизни тратит массу усилий на то, чтобы овладеть своей мышечной системой на уровне отдельных движений, с полугода приступает к «шлифовке» локомоторной активности (ползания, ходьбы).
Головной мозг
Можно выделить три основные зоны головного мозга: это ствол, мозжечок и большие полушария. Ствол – центральная древняя область головного мозга, древняя структура, которая имеется уже у рыб. От ствола мозга, как от ствола дерева, отрастают две «кроны»: одна крупнее – большие полушария, а другая поменьше – мозжечок, то есть малый мозг. У всех позвоночных головной мозг устроен по одному и тому же плану. Все мы родственники, а интенсивная эволюция млекопитающих происходила последние 60–70 млн лет.
У человека, как известно, не самый большой мозг, у слона или у кашалота мозг в несколько раз больше нашего. Если существо крупное и у него крупное тело, то и мозг для управления этим телом тоже нужен большой, но он в основном занимается внутренними органами, движениями, кожной чувствительностью. А вот высшие ассоциативные зоны уникальны для человеческого мозга, только у нас они такие большие.
Ствол головного мозга включает четыре отдела: (1–2) продолговатый мозг и мост – это две самые нижние стволовые структуры, и они находятся под мозжечком; (3) средний мозг; (4) промежуточный мозг, находится «промеж» полушарий – от него во время развития эмбриона как бы отрастают два больших полушария.
Большие полушария называют также конечным мозгом. Итого получается шесть основных отделов головного мозга, которые показаны на рис. 1.2.
На рис. 1.2. изображены шесть отделов головного мозга, две крупные полости внутри него – третий и четвертый желудочки, а также соединяющий эти полости канал (мозговой водопровод).
Продолговатый мозг и мост мы будем все время объединять, потому что с точки зрения функций это единая зона. Они вместе занимаются важнейшими для организма функциями: дыханием, работой сердца. Мозжечок – важнейший двигательный центр. Средний мозг находится между мостом и промежуточным мозгом.
Рис. 1.2. Схема продольного среза через головной мозг человека. Показаны шесть отделов головного мозга, две крупные полости внутри него – третий и четвертый желудочки, а также соединяющий эти полости канал (мозговой водопровод)
Верхняя часть промежуточного мозга называется таламус, нижняя – гипоталамус, а под гипоталамусом находится гипофиз – эндокринная железа. Здесь же в промежуточном мозге имеется и вторая эндокринная железа – эпифиз.
Наиболее крупная область ЦНС человека – большие полушария. Правое и левое полушария соединяет крупнейшее скопление аксонов – мозолистое тело. Мозолистое тело «собирает» полушария в цельный вычислительный комплекс. Если у человека повреждается мозолистое тело, у него могут возникать симптомы, сходные с «раздвоением личности», когда правое и левое полушарие начинают работать отдельно. Одно свое думает, другое – свое, правое полушарие одни движения запускает, левое – другие…
Что же конкретно делают продолговатый мозг и мост? Обобщая, можно сказать, что они занимаются жизненно важными функциями, без которых невозможно существовать. Понятно, что эти функции эволюционно самые древние, с них все начиналось. Уже у рыб эти отделы устроены примерно так же, как у нас. Что это за жизненно важные функции?
Во-первых, здесь находится дыхательный центр. Каждый наш вдох, каждый наш выдох запускается из продолговатого мозга и моста.
Во-вторых, здесь находится центр, который нейрофизиологи называют сосудодвигательным. Состоит он из нейронов, управляющих работой сердца, тонусом сосудов, сердечно-сосудистой системой. Это огромное хозяйство, с помощью которого, например, регулируется кровоток в разных частях нашего тела, кровяное давление. Руководство этими процессами является жизненно важной задачей.
В-третьих, здесь находится все, что связано с врожденным пищевым поведением. Центры вкуса, центры, запускающие глотание, слюноотделение, сосательный рефлекс, выплевывание, рвоту – то, что у младенца должно работать сразу, иначе он не сможет питаться.
В-четвертых, продолговатый мозг и мост содержат главный центр бодрствования. Этот центр собирает сигналы от всех сенсорных систем и будит человека, если, например, зазвонил будильник или кто-то потряс нас за плечо. Любой сильный входящий сенсорный сигнал способен разбудить мозг, а потом из продолговатого мозга и моста волны активации расходятся по всей ЦНС, от спинного мозга до коры больших полушарий. И мы меняем состояние с сонного на бодрствующее. Если эту зону повредить, возникнет коматозное состояние. Любое повреждение продолговатого мозга и моста, даже самое маленькое, смертельно опасно, потому что может выключиться дыхание или нарушиться глотание.
Мозжечок – это прежде всего двигательный центр. Движения нашего тела очень разнообразны. Бывают произвольные движения, бывают движения, связанные с перемещением в пространстве, бег и шаг (локомоция). Особо выделяют рефлекторные движения. Мозжечок отвечает не за все группы движений, а за автоматизированные движения. За движения, которые мы вначале не умели четко и эффективно реализовать, они были для нас новыми, но потом мы их повторяли, повторяли – и выучили. Именно на уровне мозжечка происходит запоминание двигательных программ, их автоматизация. При повторах движений нейроны мозжечка запоминают, как эти движения качественно, быстро выполнять. А пока мозжечок не запомнил, движениями в основном управляет кора больших полушарий.
Кора больших полушарий осуществляет произвольный контроль. Вы должны смотреть, как берете предмет, какие манипуляции совершаете. Но если вы повторите эти движения сто или тысячу раз, то возникнет двигательный автоматизм. Если в пять-шесть лет ребенок старательно писал в тетрадке первые палочки и кружочки, то в десятом классе он пишет автоматически. Это значит, что уже не кора больших полушарий управляет движениями руки, а мозжечок. Мозжечок водит пальцами, а кора больших полушарий в это время, например, слушает учителя, старается понять, что он рассказывает. Смысл автоматизации состоит в том, чтобы разгрузить большие полушария и передать рутинные, повторяющиеся часто и помногу движения под управление мозжечка.
Если посмотреть на мозжечок, то можно увидеть, что в нем находится несколько зон, которые занимаются разными типами движений. Есть центральная часть, она называется червь и отвечает за поддержание равновесия («автоматизация вестибулярных рефлексов»). Ее обучение стартует с того момента, когда ребенок начинает держать голову, учится сидеть. Средняя зона мозжечка, внутренняя часть полушарий отвечает за автоматизацию локомоции и учится, когда мы начинаем ползать, ходить, бегать, плавать, то есть перемещаться в пространстве, ритмически сгибая руки и ноги. Самая наружная часть мозжечка (внешняя область полушарий), ее называют новой частью, в эволюции возникает позже всего. Она отвечает за движения, присущие только человеку, прежде всего за тонкую моторику пальцев и речь. Мы довольно долго и трудно учимся говорить, постепенно овладеваем фонемами и словами.
Мозжечок занимается автоматизацией самых разных движений, и если что-то в нем ломается, то движение опять становится произвольным. После травмы мозжечка приходится произвольным усилием воли поддерживать равновесие, сгибать и разгибать ноги во время ходьбы и т. п.
Помимо мозжечка, автоматизацией движений занимается еще одна обширная зона нашего мозга, которая называется базальные ганглии. Базальные ганглии находятся в глубине больших полушарий (см. рис. 2.1 в главе 2).
Все знают, что снаружи больших полушарий располагается кора. Она представляет собой идущие параллельно поверхности мозга слои нейронов, выполняющих самые важные и сложные функции, связанные с сенсорным анализом, речью, принятием решений, произвольными движениями. Но в глубине больших полушарий находится еще несколько скоплений серого вещества. Их объединяют в целостный комплекс, именуемый базальными ганглиями. Основная часть нейронов базальных ганглиев работает вместе с мозжечком, запоминает повторяющиеся двигательные программы. Кроме того, часть структур, относящихся к базальным ганглиям, связана с функциями потребностей, эмоций и мотиваций.
Рассмотрим теперь средний мозг. В его верхней части находится так называемое четверохолмие – зона, которая реагирует на новизну стимулов. Нейроны четверохолмия выделяют новые зрительные и слуховые сигналы. Четверохолмию, строго говоря, все равно, что мы видим и слышим, – важно, что произошло изменение. Когда что-то меняется, то именно четверохолмие детектирует эту новизну и заставляет нас поворачивать глаза и голову в сторону пошевелившегося или внезапно зазвучавшего объекта. Благодаря четверохолмию наш организм эффективно собирает новую информацию. По сути дела, с четверохолмием связано любопытство на самом его древнем уровне.
В центре среднего мозга находится структура, которая так и называется – центральное серое вещество, и это главная область, которая запускает сон.
Если вы помните, наш главный центр бодрствования находится в мосте и продолговатом мозге, а вот главный центр сна – в среднем мозге. И они все время друг с другом конкурируют.
В зависимости от того, кто победил, мы впадаем либо в сонное состояние, либо бодрствуем. А если никто не победил, мы находимся в некой полудреме, особенно с утра или при монотонной и скучной деятельности.
В нижней части среднего мозга расположены красное ядро и черная субстанция – две структуры, которые тоже связаны с двигательной сферой. Красное ядро работает вместе с мозжечком и помогает, например, сгибать руки и ноги, когда мы куда-то бежим или идем. Черная субстанция реализует свои функции вместе с базальными ганглиями, во многом определяя общий уровень нашей двигательной активности. Более того, от нее зависят те положительные эмоции, которые мы испытываем, когда двигаемся. Если у вас активная черная субстанция, то вам, скорее всего, нравится двигаться. Значит, нравится гулять, заниматься спортом, танцевать. Танец, казалось бы, совершенно бессмысленное занятие, но многие люди любят танцевать. Причем речь идет не о танцах на дискотеке, где человек перед особями противоположного пола показывает, какой он замечательный, а о ситуации, когда в доме никого нет, а он танцует и радуется. Вот за это отвечает черная субстанция. Но, как будет показано ниже, у нас в мозге есть и конкурирующая программа лени, которая говорит: «Не надо двигаться, давай экономить силы». Баланс радости движений и лени индивидуален и зависит от генов и гормонов. Получается, что один человек более ленив, а другой очень подвижный, моторный. Для кого-то предложение пойти погулять в воскресенье по парку – это прекрасно, а кто-то говорит: «Нет, мне и на диване хорошо». Это уже область конкретных характеристик личности, которые во многом связаны в данном случае с черной субстанцией и с веществом-медиатором, которое называется дофамин.
Промежуточный мозг – это прежде всего таламус и гипоталамус – верхняя и нижняя части данного отдела ЦНС. Размер каждого из них около 4 сантиметров. Это очень важные структуры, и их тоже можно увидеть на рис. 2.1 в главе 2.
Таламус – это зона, которая в первую очередь работает с сенсорными сигналами и отвечает за то, что мы называем вниманием. Если вы сосредоточились, например, на чьей-то речи, это значит, что ваш таламус в основном пропускает слуховые сигналы. А если вдруг у вас зачесалась правая пятка и вы обратили внимание на нее, то в этот момент таламус начал пропускать кожную чувствительность. Одновременно слуховая чувствительность отчасти тормозится, так как кора больших полушарий не может все сразу полностью обрабатывать. Поэтому таламус преимущественно пропускает то одно, то другое. Соответственно, если вы начали от души чесаться, в этот момент речь собеседника вы будете слушать не так внимательно. Таламус нужен, так как кора больших полушарий не может одновременно видеть, слышать, осязать, обонять, а еще вспоминать вчерашний день и еще переживать эмоции, связанные с прошлым августом… Таламус – структура, которая помогает перераспределять вычислительные ресурсы коры больших полушарий и показывает, чем сейчас будет человек заниматься.
Гипоталамус – главнейший центр биологических потребностей, эндокринной и вегетативной регуляции. Он следит за выделением гормонов и контролирует работу внутренних органов, например при стрессе. Здесь же, в гипоталамусе, находятся группы нейронов, которые занимаются самыми разными задачами, связанными с потребностями, мотивациями, эмоциями. С гипоталамусом связывают голод, жажду, страх, агрессию, половое и родительское поведение. Это «большая шестерка» биологических потребностей, каждой из них в нашей книге будет посвящена отдельная глава.
Кора больших полушарий делится на древнюю, старую и новую.
Древняя кора – обонятельная. Она возникает в эволюции раньше всего, она уже есть у рыб. Соответственно, получается, что большие полушария возникают для того, чтобы нюхать. Они ближе всего к носовой полости. У рыб кора отвечает прежде всего за обоняние, а у нас этим занимается всего лишь около 2 % коры. К древней коре относятся обонятельная луковица и некоторые области, которые располагаются на внутренней поверхности больших полушарий рядом с передней частью мозолистого тела.
По ходу эволюции кора больших полушарий начинает заниматься и другими задачами. В частности, на уровне амфибий, рептилий (при выходе позвоночных на сушу) в явной форме развивается старая кора. Старая кора – это прежде всего центры кратковременной памяти. Главный из них – так называемый гиппокамп – находится в глубине височной доли на дне особой «гиппокампальной» борозды (см. рис. 3.2 в главе 3).
Но основная часть (более 95 % нашей коры) – это новая кора, которая характерна для млекопитающих, для нашей систематической группы. К новой коре относятся сенсорные, двигательные и ассоциативные («высшие») зоны. При этом новая кора подразделяется на шесть долей. Четыре из них хорошо известны: лобная, теменная, затылочная и височная (рис. 1.3). Кроме того, выделяют еще островковую и лимбическую доли коры больших полушарий.
Посмотрим сбоку на большие полушария. Спереди располагается лобная доля. Ее границей служит центральная борозда, за которой – уже теменная доля. Максимально заднее положение занимает затылочная доля. Ниже всего находится височная доля, которая отделена от остального мозга глубокой боковой бороздой. Дно боковой борозды образует обширное расширение – это и есть островковая доля. Наконец, лимбическая доля находится на внутренней поверхности полушарий. Лимбическая (от слова limb – край, круг) – это область коры, которая окружает место отхода полушарий от промежуточного мозга. В состав лимбической доли часто включают обонятельную (древнюю) кору и центры кратковременной памяти (старая кора).
Рис. 1.3. Расположение и функции различных областей коры больших полушарий человека. 1 – затылочная кора, зрение; 2 – височная кора, слух; 3 – передняя часть теменной доли, чувствительность тела; 4 – островковая доля, вкус и равновесие; 5 – задняя часть лобной доли, двигательная кора; 6 – ассоциативная теменная кора; 7 – ассоциативная лобная кора
Если схематично описывать функции коры больших полушарий, то список будет следующий.
Затылочная доля – зрительная. Наша «видеокарта» находится в затылке.
Поэтому, если стукнуть по затылку, «из глаз сыплются искры» – возникает зрительная иллюзия, поскольку стимулируется непосредственно затылочная кора.
Височная доля – слуховая кора, и это легко запомнить: уши по бокам, висок рядом.
Передняя часть теменной доли идет от макушки вниз. Это зона чувствительности тела – кожной, болевой, мышечной чувствительности.
Островковая доля – центр вкуса, а также центр вестибулярной чувствительности.
Задняя часть лобной доли – двигательная кора. Это зона, которая реализует новые («произвольные») движения. Именно ориентируясь на двигательную кору, мозжечок запоминает и автоматизирует наши двигательные навыки.
Как работает мозг?
Ассоциативную теменную кору окружают основные сенсорные центры, отвечающие за зрение, слух, кожную чувствительность, вкус. Логично, что сенсорная информация, после того как она обработана, сбрасывается в ассоциативную теменную кору. И в этой зоне возникает то, что в нейропсихологии называют целостный сенсорный образ внешнего мира. Благодаря ассоциативной теменной коре мы одновременно видим, слышим, осязаем.
Мы же не перескакиваем со зрительного канала на слуховой, а потом на осязательный. Мы воспринимаем все одновременно. Это происходит благодаря ассоциативной теменной коре, там располагаются нейроны, которые одновременно способны работать с разными органами чувств, с разными сенсорными системами. Именно на базе этих нейронов у человека возникают речевые системы. Потому что речь, слова – все это требует нервных клеток, которые работали бы одновременно с несколькими сенсорными системами.
Например, стол: я вижу стол – работает зрение, я говорю слово «стол» – работает слух. Объединяют зрительный и слуховой сигнал именно эти нервные клетки. Поэтому у нас с вами в ассоциативной теменной коре находятся еще и центры речи, центры мышления. Получается, что этой зоной мы думаем.
Еще важнее ассоциативная лобная кора. Думать, мечтать мы можем о чем угодно. Важно, что мы в конце концов сделаем. За наше поведение, за выбор программы, принятие решения отвечает ассоциативная лобная кора. Желательно, чтобы мы запускали полезное поведение, позволяющее решать те или иные задачи, удовлетворять те или иные потребности. Поэтому именно в лобную ассоциативную кору приходит информация о потребностях. Гипоталамус посылает сигнал прежде всего в ассоциативную лобную кору. Например: «Хочу есть», или «Хочу размножаться», или «Мне страшно, может быть, пора убегать?»
Ассоциативная лобная кора, приняв информацию о потребностях, обращается к центрам памяти, к индивидуальному опыту и к ассоциативной теменной коре с вопросом: «Что важного творится в окружающем мире?» Получив эти три информационных потока, ассоциативная лобная кора принимает решение о запуске поведения. И если вам стало страшновато в каком-то месте, то вы решаете уйти. Для этого надо встать, начать передвигать ноги и перейти в какое-то более комфортное пространство. Сигнал из ассоциативной лобной коры уйдет в двигательную кору, благо она совсем рядом, а двигательная кора даст сигнал мозжечку и спинному мозгу, и мы начнем шевелить руками, ногами и что-то делать.
На рис. 1.3 в упрощенном виде изображены основные информационные потоки, которые распространяются по нашей коре больших полушарий, когда мы что-то делаем. А мы практически все время что-то совершаем.
Потребности в рамках этой системы играют очень важную запускающую роль, и наличие потребностей часто служит стимулом для старта поведения. А не будет потребностей – так и будет мозг и, соответственно, тело вяло лежать на месте и ничего не предпринимать.
Что такое потребности?
Понятие потребность в биологии определяется как избирательная зависимость организма от определенных факторов внешней или внутренней среды.
Например, боль будет запускать потребность в безопасности, а падение концентрации глюкозы в крови будет запускать пищевую потребность. Биологи в основном интересуются базовыми потребностями, они так и называются – биологические потребности. Философы и психологи выделили массу других потребностей: социальные, духовные, эстетические, но их изучать гораздо сложнее. А биологи и физиологи предпочитают справляться сначала с более простыми задачами.
Конечно, у человека может быть потребность любоваться цветущей сакурой, если эту потребность сформировать, но это тяжело изучать. А вот потребность в еде, размножении, безопасности исследовать гораздо легче. Можно подобные потребности смоделировать на животных, и, конечно, эти сферы более изучены. Мы видим, что биологические потребности генетически встроены в мозг. Область потребностей – это исходные программы, которые «установлены» в наш мозговой компьютер, и без их реализации мы вообще не можем полноценно функционировать. Так устроено, что, когда человеку удается удовлетворить ту или иную потребность, он испытывает положительные эмоции. А если не удается, то отрицательные. Люди, впрочем, как и животные, строят свою жизнь так, чтобы чаще испытывать положительные эмоции, а реже – отрицательные.
Потребность – это маяк, который ведет нас по жизни. А эмоции, которые возникают на фоне потребностей, их удовлетворения или неудовлетворения, являются основой для обучения.
Когда вы сделали что-то правильное и получили желаемое, возникают положительные эмоции. На фоне этих эмоций мозг запоминает: «Ага, для того чтобы поесть, надо сделать то-то и то-то». А если не удалось удовлетворить потребность, возникают отрицательные эмоции, на этом фоне мозг запоминает: «Так, этого делать не стоит». Существует цепочка: потребность → эмоция → обучение. Эта цепочка все время функционирует в нашей нервной системе и является важнейшим компонентом психической деятельности.
Сферой потребностей физиологи и психологи занимаются очень давно. И то, что нейробиологи сейчас называют «потребность», довольно точно совпадает с тем, что Иван Петрович Павлов в свое время называл безусловный рефлекс. Термин Зигмунда Фрейда[[4] ] бессознательное тоже очень похож на потребность.
По-настоящему серьезные и точные научные знания о потребностях появились только во второй половине XX века. Процесс изучения продолжается и сейчас. В XXI веке разработаны новые технологии, позволяющие «входить» в мозг и смотреть, как работают отдельные нервные клетки, как те или иные химические вещества влияют на различные потребности.
Классификация потребностей
Самая известная психологическая классификация потребностей предложена американским исследователем Абрахамом Маслоу[[5] ]. Он выделил:
● Физиологические потребности – в пище, питье, воздухе.
● Потребность в безопасности – физической и психологической.
● Социальные потребности – любовь, причастность к группе.
● Потребности в уважении, признании (статус, престиж).
● Духовные потребности наиболее многообразны, к ним относятся: когнитивные потребности (знать, понимать, исследовать), эстетические потребности (гармония, справедливость, красота) и самореализация (реализация способностей, развитие личности).
При этом А. Маслоу, как всякий психолог (или, например, философ), проводя обобщение столь высокого уровня, исходит прежде всего из своего личного представления об анализируемой области, учитывает мнение коллег и т. п.
Физиологи стараются действовать более обоснованно. В идеале они сначала находят нервные клетки, которые отвечают за ту или иную потребность, и лишь потом говорят: «Да, такая потребность действительно существует». Только тогда, когда найдены нейроны, отвечающие за возникновение чувства голода, материнское поведение или стремление сопереживать, можно считать окончательно доказанным, что данная потребность имеет место как базовая биологическая программа.
В нашей книге используется физиологическая классификация потребностей, предложенная Павлом Васильевичем Симоновым. П. В. Симонов – академик, физиолог. Долгое время он был директором Московского Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии. П. В. Симонов всю жизнь работал на стыке психологии и физиологии, сформулировал ряд интересных, оригинальных концепций в сфере потребностей, мотиваций, эмоций. Студентом я слушал его лекции, поэтому считаю себя, хотя бы отчасти, учеником Павла Васильевича. П. В. Симонов предложил все биологические потребности разделить на три типа: витальные, зоосоциальные и саморазвития[6]. Классификация Симонова физиологична, она основана на данных о нервных центрах мозга, о тех медиаторах, которые работают, когда мы ощущаем голод, тревогу, радость, агрессию.
Витальные потребности
Первая группа – витальные потребности, от слова vita – жизнь. Это жизненно необходимые потребности, без которых невозможно само наше существование. И если они не будут реализовываться, удовлетворяться, то организм просто умрет. К ним относятся прежде всего пищевое и питьевое поведение, а также потребность в безопасности (оборонительное поведение).
Анализ показал, что в нашем мозге отдельно существуют центры, связанные со страхом, активирующиеся, когда мы удовлетворяем потребность в безопасности, убегая или хотя бы прячась, затаиваясь. И отдельно существуют центры активно-оборонительных реакций – агрессии, которые активны, когда мы нападаем на источник неприятностей. Это разные нейроны, хотя они находятся в гипоталамусе недалеко друг от друга.
Кроме того, с витальными потребностями связаны все процессы, происходящие в организме для того, чтобы он нормально работал. Постоянная температура тела, кровяное давление, дыхание, сон и бодрствование, опорожнение кишечника и мочевого пузыря. Сюда же относятся программы, с помощью которых мы экономим силы, – так называемые программы лени.
В группу витальных потребностей попадает и так называемый груминг – уход за телом, вычесывание, вылизывание, умывание. Термин «груминг» происходит от английского «уход за лошадьми», но те, кто занимается поведением животных, распространили это понятие вообще на любой уход за телом. Конечно, если человек не будет умываться, то он не умрет так быстро, как, скажем, без воды или без воздуха. Но в конце концов он все равно покроется паразитами, грязью и погибнет. Поэтому умывание и гигиена – это очень важно.
При этом надо понимать, что за каждым упомянутым выше словосочетанием: «пищевое поведение», «активно-оборонительные реакции», «программы экономии сил» и подобные – на самом деле стоят десятки, сотни программ, характерных для мозга человека, для мозга птиц, рыб, насекомых. Получается, что все потрясающее разнообразие поведенческих ситуаций базируется на работе определенных нервных клеток и нервных центров. В каждой группе мы видим и очень простые реакции. Например, глотание, слюноотделение – это простое пищевое поведение. А вот поведение пчелы, которая делает соты, – очень сложная врожденная реакция. Паук, который плетет паучью сеть, также активирует непростую программу, причем тоже врожденную…
Все это разнообразие программ очень интересно исследовать. Изучение даже существенно более простого мозга, чем наш, например мозга виноградной улитки или дождевого червя, дает массу принципиально важной нейрофизиологической информации, поняв которую мы сможем разбираться с нервной системой человека гораздо эффективнее.
Зоосоциальные программы
Вторая группа программ – зоосоциальные программы. Здесь легко понять, о чем идет речь, достаточно убрать первый корень «зоо»: это программы, связанные с взаимодействием особей одного вида (внутривидовое взаимодействие).
Во-первых, это размножение. Размножение – сверхважная задача, если организм не оставил потомства, то с точки зрения биологии его жизнь пропала зря, потому что гены не переданы следующим поколениям.
За размножением следует уход за потомством. Это тоже важнейшие программы материнско-детского взаимодействия.
Еще мы стремимся лидировать в стае, подражать, хотим занять и защищать («удерживать») территорию. К этому типу потребностей также относится реакция сопереживания (перенос на себя эмоций, испытываемых другой особью, при помощи особых «зеркальных» нейронов).
Все эти программы установлены в мозге человека врожденно. Конечно, в случае конкретного мозга – для каждого конкретного человека – важность этих программ установлена индивидуально. «Параметры установки» зависят от родительских генов, гормонального фона, индивидуального опыта. В итоге для кого-то более важной оказывается, например, агрессия, для кого-то – страх, для кого-то – родительское поведение, а для кого-то – лидерство. Из этого набора возникает основа личности, в том числе ее темперамент.
Личность и темперамент в значительной степени определяются базовой инсталляцией значимости каждой из потребностей в конкретном мозге.
Люди разные в числе прочего потому, что каждой индивидуальной и уникальной нервной системе присущи разные уровни тех или иных потребностей.
Все это создает разнообразие нашего поведения, а отчасти – его непредсказуемость.
Потребности саморазвития
Третья группа потребностей, которую выделил П. В. Симонов, – потребности саморазвития. Он писал, что это потребности, которые «направлены в будущее». В тот момент, когда вы реализуете соответствующее поведение, не очень понятно, зачем вы это делаете. Но если набраться терпения, то через час, а может, через неделю или месяц станет понятно: «Так вот зачем эта программа существует и претворяется в жизнь!»
Самым очевидным примером класса подобных программ является исследовательское поведение, сбор новой информации. Новая информация, так же как и еда, безопасность, забота о потомстве, радует наш мозг. Исследовательское поведение – очень важный компонент жизни человека. Человеческий мозг очень любопытен и получает положительные эмоции, когда узнает что-то новое, даже если это знание понадобится очень нескоро или даже окажется бесполезным.
Подражательное поведение – делай, как родитель, как сосед по парте, делай, как вожак. Здесь работают зеркальные нейроны, повторяющие движения (иные, чем в случае сопереживания). При этом в момент повторения мы не всегда знаем, зачем нам это нужно. Но эволюционный опыт показывает: скорее всего, это полезное действие.
К программам саморазвития также относятся программы, связанные со свободой, или, как писал И. П. Павлов, с рефлексом свободы. В результате мы не переносим ограничений в свободе передвижения или, по крайней мере, плохо переносим. Наш «биологический» мозг, заглядывая в будущее, говорит: борись, освобождайся, иначе умрешь от голода, жажды, погибнешь от хищников и т. п.
Игровое поведение, связанное с движением и с удовольствием от движения, также входит в число потребностей саморазвития. Например, котенок бегает за бумажкой, а козленок просто бегает. Зачем они это делают? Они тренируются, потому что котенку предстоит бегать за мышкой, козленку – убегать от волка. Животные об этом не знают, но знает их врожденная программа, которая наперед формирует их двигательные навыки, тренирует, и сама эта тренировка опять связана с положительными эмоциями.
Не удивляйтесь, когда какой-нибудь мальчик Петя трех лет влезает на табуретку и спрыгивает с табуретки, влезает на табуретку и спрыгивает с табуретки (и так 50 раз подряд). Он это зачем делает? А ему приятно, и при этом тренируется его мозг, мозжечок формирует двигательные навыки. Взрослый человек уже это умеет, и предложение ребенка: «Папа, давай попрыгаем» – у взрослого мозга вызывает глубокое недоумение типа «Я и так умею это делать, зачем мне еще прыгать?». Хотя, если у человека мозг с активным игровым поведением, такой человек побежит и запрыгает. Кстати, есть такие счастливые взрослые люди, для которых любое движение действительно всерьез значимо. Они даже в солидном возрасте продолжают ходить в походы, на танцы, кататься на роликах и т. д.
Центры потребностей
Главными центрами биологических потребностей являются гипоталамус и часть структур, относящихся к базальным ганглиям. Главнейшая из этих структур называется миндалиной. Миндалина – парное скопление нервных клеток, которое находится в глубине височных долей мозга. Она сообщает в ассоциативную лобную кору: «Хочу это, хочу это, вот это хочу».
Гипоталамус с миндалиной образуют замечательную пару, которая отвечает за большинство биологических потребностей и генерирует эти потребности.
Откуда берутся эти потребности, от чего зависит их уровень? Он зависит от того, что мы видим во внешней среде, от сигналов из внутренней среды организма, от гормонов, от генетических факторов. Различные ядра гипоталамуса отвечают за разные потребности.
Если мы говорим про голод и жажду, то здесь главную роль играет средняя область гипоталамуса. Если речь идет о половом и родительском поведении, здесь гипоталамус (его передние ядра) главный, но миндалина его контролирует, не дает зашкаливать этим потребностям, предотвращая возникновение маниакальных состояний. Задняя часть гипоталамуса заведует страхом и агрессией, но в этом случае она работает под управлением миндалины. Миндалина запускает эти реакции, а гипоталамус в основном уже реализует реакции внутренних органов и эндокринные ответы на появление стресса.
Глава 2. Мозг и еда. Пищевое поведение
Пищевые рефлексы
Как правило, когда физиологи говорят о потребностях, они подразумевают, что за каждой из потребностей стоит конкретная нервная структура. Это создает некую объективность ситуации, что и требуется от качественного естественно-научного исследования.
По классификации П. В. Симонова потребность в еде относится к витальным потребностям. Данная потребность связана с центрами голода, пищевого насыщения, гормонами, которые на них влияют. Попробуем разобраться, как мозг взаимодействует с пищей.
Пищевое поведение – одно из самых базовых. Понятно, что если вы не будете питаться, не будете вводить в организм пищу, во-первых, для получения энергии, во-вторых, для построения тела, то у вас очень быстро возникнут проблемы. Вначале появятся симптомы недостатка энергии: «У меня кончилась глюкоза, кончилась энергия». Потом появятся и другие нарушения.
Голод и желание поесть – это то, что сопровождает нас всю жизнь. Так же как в случае других биологических потребностей, удовлетворение пищевой потребности дает положительные эмоции, причем очень сильные.
Если данная потребность не удовлетворена, если поведение не привело к успеху, организм не получил пишу, соответственно, генерируются отрицательные эмоции. Те поведенческие программы, которые привели к неудаче, получают минус в рейтинге и далее по ходу жизни выбираются с меньшей вероятностью. Например, вы пошли в какое-то кафе, а там вам дали невкусное или некачественное блюдо. И все, больше вы в это место не пойдете или десять раз подумаете, стоит туда идти или нет.
Человечество за тысячелетия своего существования изобрело много интересного и важного, связанного с едой. Прежде всего это древнейшее искусство кулинарии. Если посчитать даже месячные расходы, то, скорее всего, получится, что на еду будет потрачено гораздо больше денег, чем на музеи, концерты, покупку книг. Это говорит об огромной значимости пищевых программ.
При рассмотрении каждого центра биологических потребностей очень важен врожденный компонент. В случае пищевых программ наблюдается интересная ситуация. Мы, с нашим сложным мозгом, на врожденном уровне обладаем минимальным количеством соответствующей информации. И наша нервная система прежде всего учится. Когда человек рождается, его мозг в отношении знаний о еде почти «пуст», он содержит незначительное количество врожденных пищевых программ. Конечно, человеческий детеныш умеет сосать мамину грудь, глотать, выделять слюну, но это почти ничто по сравнению с тем, что врожденно умеют, например, пчела или паук. Паук способен врожденно плести сеть, пчела – врожденно строить соты. В мозге у этих членистоногих примерно 100 000 нейронов. И тем не менее на этих не очень больших нейросетях (а у нас нейронов около 90 млрд) записаны врожденно заданные программы колоссальной сложности. Это говорит о том, что нейросеть обладает очень большой информационной емкостью.
Удовлетворение потребностей происходит за счет того или иного поведения.
Самый простой тип поведения – рефлексы (реакции на стимулы).
Стимул, как известно, вызывает реакцию.
В простейшем случае, для того чтобы удовлетворить пищевую потребность, нужно реализовать пищедобывательный рефлекс. Такие рефлексы запускаются вкусовыми, тактильными, обонятельными, зрительными стимулами.
В мозге разных животных и в человеческом мозге можно найти врожденно установленные рефлекторные дуги. Действительно, прикосновение к губам младенца вызывает сосательный рефлекс, а если что-нибудь горькое на язык ребенку капнуть, то он прекрасно плюется. То, что младенец отлично умеет, с одной стороны, сосать мамину грудь, а с другой стороны – плеваться (и еще орать при этом), показывает, что это важные врожденные программы поведения.
Если мы посмотрим на мир животных, то подобных рефлекторных дуг, когда от стимула возбуждение по цепочке нейронов доходит до движения, до реакции внутренних органов, обнаружим очень много. При этом важно, какую конкретно пищу ест существо того или иного биологического вида. Поэтому на входе в пищевые программы у растительноядных, насекомоядных, хищников находятся самые разные сенсорные системы. Вначале часто срабатывают так называемые дистантные сенсорные системы, которые издали идентифицируют потенциальную пищу. Животные видят, обоняют или слышат свою добычу.
Например, быть кузнечиком или быть лягушкой довольно рискованно. Если вы стрекочете или квакаете, тем самым выдаете свое месторасположение. На это у многих хищников срабатывают врожденные рефлекторные дуги: «Ага, еда сама о себе сообщает». Это все равно что рекламная кампания. Иди и ешь!
Когда хищник приближается к потенциальной добыче, у него начинают функционировать контактные сенсорные системы, вначале тактильная. Ему необходимо потрогать, что досталось, похоже ли это на настоящую еду. И в конечном итоге вкусовая. Вкусовая система – это последний контроль, контроль химического состава пищи, и, соответственно, окончательное решение – съедобная или несъедобная эта еда – происходит уже в ротовой полости.
Членистоногие, например бабочки, часто настроены на определенный вид пищи. Будучи гусеницей, бабочка запоминает вкус и запах того растения, которое ест. Когда гусеница становится бабочкой, она старается отложить яйца на такое же растение. Получается, что бабочка идентифицируют свою пищу по памяти и что уже у бабочек существует своеобразный аналог культурной передачи информации.
У рыб все тело покрыто вкусовыми рецепторами. У рыб-хищников рефлекс схватывания добычи очень ярко выражен. Например, щука реагирует на зрительный образ жертвы, прекрасно детектирует движение и рассчитывает траекторию броска. Щука кидается с полуметра на свою жертву, она подплывает, подплывает, а потом бросается. Она ест все, что шевелится в воде. Если поместить в одну банку щучку и несколько других рыбок, то через небольшой отрезок времени в банке останется только щучка. И часто хвост последней рыбки, не поместившейся в желудок, будет торчать у нее изо рта. Щучка ничего не может с собой поделать, потому что нападение и глотание – ее важнейшая врожденная программа.
У нас почти все вкусовые рецепторы собраны в ротовой полости (часть из них детектируется еще и по ходу желудочно-кишечного тракта). Человеческий детеныш врожденно очень мало что знает про свою еду. Визуально молоко не идентифицируется, но на вкус определяется как что-то сладковатое и белковое. У младенца работают тактильные рецепторы вокруг губ и вкусовая система. А дальше запускается сосательный рефлекс. Замечательные пухлые младенческие щеки – это на самом деле мышцы, которые нужны для того, чтобы высасывать молоко – прекрасный источник энергии и питательных веществ – из материнской груди. У младенцев этот рефлекс работает надежно и к всеобщей радости.
Рефлексы – очень интересная сфера, и, если идти по этапам эволюции (филогенезу), говорить о червях, моллюсках, членистоногих, разнообразных позвоночных, можно подобрать сотни примеров рефлекторного пищевого поведения.
Рефлексы являются самым «поверхностным» и легко наблюдаемым уровнем деятельности нервной системы.
Но более сложные проявления пищевого поведения, конечно, связаны с внутренним состоянием мозга. Уже в XVII веке величайший французский ученый и мыслитель Рене Декарт, который первым описал рефлекторный принцип работы мозга, отмечал, что поведение человека – это не одни рефлексы. Если копнуть чуть глубже, обнаруживается круг явлений, попадающих в сферу работы центров потребностей, активируемых эндогенно (изнутри организма).
Наличие запускающего внешнего стимула в такой ситуации оказывается даже не обязательным. Мы можем убрать сенсорное звено, оставить только вставочные нейроны (интернейроны), которые, собственно, и принимают решение о запуске разных реакций. Потребность возникает тогда, когда внутри мозга нарастает некое состояние, например чувство голода.
Одно дело – вы увидели конфету и тут же запихнули ее в рот (это рефлекс, причем возникший в ходе обучения). Другое дело, когда внутри организма происходит активация потребности, и кора больших полушарий начинает снизу, из гипоталамуса, получать сигналы типа: «Мне есть хочется, я голоден». В какой-то момент эта потребность завладевает поведением, и мы начинаем искать кусок хлеба насущного. Причем активация центра потребности зависит от гормонального фона и сигналов от внутренних органов. Часть процессов активации тоже вписывается в понятие рефлекторных дуг. Например, сигналы от пустого желудка можно воспринимать как подобного рода сенсорные стимулы, которые рефлекторно усиливают пищевое поведение. Запуск действия изнутри организма (сигналами от системы внутренней чувствительности) – очень характерный компонент работы центров многих потребностей.
Кратко охарактеризованная в первой главе классификация П. В. Симонова включает примерно два десятка разных потребностей. А наш мозг – это арена конкуренции поведенческих программ, соответствующих этим потребностям. В каждый момент времени они выясняют, какая из них главная. Если вы пошли на лекцию, то, наверное, любопытство у вас в тот момент являлось главным (по крайней мере, на это всегда надеется лектор), но в какой-то момент вам захочется есть, спать или в туалет, и тогда начнут проявлять себя другие потребности.
Конкуренция потребностей – дело обычное. Понятно, что пищевое поведение выигрывает конкуренцию, когда очень хочется есть. Но, когда уже все съедено, оказывается, что свобода тоже значима и что золотая клетка с массой вкусненького уже не радует…
Как уже упоминалось, центры разных потребностей в мозге каждого из нас установлены с разной яркостью. Это зависит от ДНК родителей, от различных пренатальных событий, эпигенетики, гормонов и т. д., и все это является основой нашей личности и проявлений темперамента.
Кто-то более свободолюбив, для кого-то очень важно быть лидером, кто-то более любопытен. В итоге возникает некое уникальное сочетание разных потребностей, уникальный сложный баланс двух десятков базовых программ, во многом являющийся основой нашей личности. От этого сочетания зависит не только темперамент, но и способность к обучению, адаптации к окружающей среде.
Центр пищевой потребности, центр голода
Где же находятся совокупности нейронов, отвечающие за биологические потребности? Ответ: «В древних структурах мозга» – не всегда справедлив. Известны ситуации, когда соответствующие нервные клетки обнаруживаются в эволюционно довольно новых зонах (например, нейросети, в состав которых входят зеркальные нейроны).
Но пищевая потребность действительно является очень древней функцией, поскольку еда всем и всегда абсолютно необходима. Без энергии и строительных материалов даже одноклеточные организмы существовать не могут. Уже в ганглиях червей мы находим что-то вроде центров голода. Эти центры как минимум усиливают двигательную активность. Например, червяку стало голодно, и он начинает более активно ползать по окрестностям в надежде встретить какой-нибудь источник калорий.
В нашем с вами мозге наиболее значимые нейросети, связанные с пищевой потребностью, находятся в гипоталамусе – нижней части промежуточного мозга, а точнее, в его средней части (серый бугор гипоталамуса) (рис. 2.1).
Второй значимой для пищевого поведения зоной является структура, которая называется миндалина, по-латыни amygdala. Эта парная структура относится к базальным ганглиям и находится в височных долях больших полушарий, в их глубине. Взаимодействие этих мозговых структур направляет многие потребности, в том числе пищевую.
В случае пищевого поведения, пищевой потребности первую скрипку играет гипоталамус, а миндалина играет роль контролирующего и подтормаживающего центра.
Рис. 2.1. Схема поперечного среза через головной мозг человека (вид снизу). Отмечены верхняя и нижняя части промежуточного мозга (таламус и гипоталамус), а также миндалина (относится к базальным ганглиям конечного мозга). Хорошо видна боковая борозда и находящаяся на ее дне островковая кора. Скопление серого вещества над миндалиной – двигательные области базальных ганглиев. На верхней схеме отмечен гиппокамп (также см. рис. 3.2 в главе 3)
Факторы, запускающие пищевое поведение
Что активирует поведенческие программы, связанные с пищевой потребностью?
● Прежде всего это сенсорные сигналы из внешней и внутренней среды. В случае пищевой потребности, голода это запах пищи, вид пищи, сигналы от пустого желудка, концентрация глюкозы в крови. Существует большой набор сигналов, активирующих пищевое поведение. Какие-то из них врожденно заданы, большинство – результат обучения. Примером могут служить «приобретенные программы», например любимая марка мороженого или логотип известной фирмы, продающей фастфуд.
● Гормональный фон: существует несколько ключевых гормонов, которые связаны с голодом и питанием.
● Гены, наследственность: особенность, перешедшая от родителей. Кто-то врожденно более склонен к активному поеданию пищи и перееданию, кто-то менее.
● Индивидуальная история. Этот процесс подразделяется на две фазы: пренатальную и постнатальную. К пренатальной относится то, что случилось, когда вы еще были в животе у мамы. Именно во время эмбрионального развития формируется масса врожденных нейросетей. В итоге то, как себя ощущала мама во время беременности, какой у нее был уровень стресса, болела или не болела она инфекционными заболеваниями и т. д., оказывается очень важным фактором. Постнатальная фаза – это то, что случилось уже после вашего рождения.
Психогенетические исследования, которые начались еще в XIX веке со сравнения монозиготных и дизиготных близнецов, для очень многих характеристик нашей личности (в том числе связанных со сферами потребностей и темперамента) дают весьма однотипную картину:
● примерно на 50 % их проявления зависят от генов;
● на 25 % – от пренатального развития;
● на 25 % – следствие постнатальных событий.
Получается, что в нас столько всего закладывается генетически и пренатально, что потом изменить, скорректировать это воспитанием, влиянием общества бывает крайне непросто. При каких-то не очень значимых событиях мы легко подчиняемся окружающей среде, воле начальников и добрых советчиков. Но если наступают серьезные испытания, если нас ставят в сложное положение, то тут из нас того и гляди «полезет» истинная сущность. Этот сюжет очень любят литераторы и кинематографисты, которые в своих произведениях так и норовят загнать людей в экстремальную ситуацию и показать, какие они «на самом деле».
Если вернуться к пищевой потребности, то, например, известно, что, если мама плохо питается во время беременности, ребенок потом будет склонен к перееданию.
Он еще не родился, но уже в курсе: «Еда в этом мире – большой дефицит…»
Весьма актуальная область связана с кесаревым сечением. Изучают, в частности, вредно кесарево сечение или не очень и как оно сказывается на дальнейшем поведении ребенка. Существует много разных мнений по этому поводу. Например, солидный американский журнал[7] в 2016 году опубликовал статью о связи кесарева сечения и риском ожирения во взрослом возрасте. Утверждается, что если ребенок появился на свет при помощи кесарева сечения, то в него не попадает нужный набор бактерий, которые дальше должны способствовать работе кишечника. В итоге из-за того, что у ребенка не такая как надо микробиота (термин, обозначающий содержимое толстого кишечника), он будет с большей вероятностью склонен к перееданию и набору веса. Дети, появившиеся на свет при помощи кесарева сечения, на 64 % чаще страдали ожирением, чем их братья и сестры, рожденные классическим способом.
Отсюда мораль: не надо бояться кесарева сечения, но нужно использовать микробиоту матери. Исходя из теории «вагинального посева» (с которой, впрочем, не все согласны[8]), ребенку надо нанести смазку с соответствующей части тела матери на лицо или губы. Сейчас, кстати, микробиота – популярнейший объект исследования, и анализ того, что живет в кишечнике успешных людей, гениев, выдающихся музыкантов, всех интересует. Хотя на самом деле еще в XIX веке практиковалась технология, когда больные из высшего общества получали клизмы с микробиотой «совершенно здоровых крестьян».
Центры мозга, отвечающие за пищевое поведение
Вернемся к гипоталамусу, который состоит из примерно 80 отдельных групп ядер с разными задачами. Гипоталамус в этом смысле – очень сложная по устройству структура. В других областях мозга, например в таламусе, который находится чуть выше гипоталамуса, между ядрами с разными функциями имеются прослойки аксонов («белое вещество»), и это четко видно на срезах. В гипоталамусе же одно ядро незаметно переходит в другое, границы ядер анатомически неочевидны и определяются лишь при оценке функций нейронов. Гипоталамус требуется еще изучать и изучать, тем более что добираться до его центров тяжело, так как вживлять электроды надо очень глубоко в мозг (и очень точно).
Напомним, что:
● средняя часть гипоталамуса в большей степени связана с голодом и жаждой;
● передняя – с половым и родительским поведением;
● задняя – с проявлениями страха и агрессии.
Действительно, если мы рассмотрим среднюю зону гипоталамуса, то обнаружим здесь не просто нейроны, связанные с голодом, но две конкурирующие области. Одну можно условно обозначить как собственно центр голода, другую – как центр пищевого насыщения, и они постоянно подтормаживают друг друга.
Надо отметить, что системы с взаимным торможением двух центров довольно часто встречаются в мозге, они позволяют поддерживать стабильность внутреннего состояния (гомеостаз). Если какой-то из блоков мозга вдруг начинает избыточно активироваться, его конкурент и оппонент говорит: «Потише, поспокойнее». В итоге равновесное состояние удерживается гораздо надежнее, чем если бы не было такой системы с отрицательными обратными связями.
Подобного рода контуры существуют и на уровне небольших нейросетей, и на уровне взаимодействия макроструктур (центры сна и бодрствования, положительных и отрицательных эмоций, сгибания и разгибания конечностей). И для победы одного из центров (например, центра голода) нужны серьезные дополнительные сигналы.
Если таких дополнительных сигналов нет, мы спокойны и голод не испытываем, центры насыщения (вентро-медиальный гипоталамус) временно побеждают. Но если появились сигналы о том, что в крови мало глюкозы и падает концентрация инсулина, если пустой желудок сообщает: «Мои стенки слишком сжались!» – тогда активируется латеральное ядро гипоталамуса, в наибольшей степени связанное с голодом, и пищевая потребность начинает побеждать. Чем дольше длится это состояние, тем больше уровень возбуждения, тем активнее гипоталамус «стучится» в кору больших полушарий и требует изменений поведения. Далее мы имеем дело с очень индивидуальной ситуацией: для кого-то эти сигналы совершенно невыносимы, сразу возникают негативные эмоции, а кто-то может терпеливо ждать времени обеда или ужина.
Важнейшим показателем в данной истории является концентрация глюкозы в крови. В идеале она составляет около 0,1 %. Эта цифра важна прежде всего для мозга, для работы всех нервных клеток. Дело в том, что наши нейроны, во-первых, очень много потребляют глюкозы. Мозг – самая активная часть организма, и, как уже упоминалось, она «ест» больше всего энергии. Во-вторых, нейроны совершенно не умеют запасать глюкозу. Скажем, мышечные клетки способны создавать запасы глюкозы, и в случае, когда мы давно не ели, эти запасы они используют. А нервные клетки этого не умеют. Они все время, каждую секунду берут глюкозу из крови. Поэтому, если концентрация глюкозы в крови будет отличаться от 0,1 %, пойдет вниз или вверх, скажем, на четверть или треть – мозгу это серьезно не понравится.
Если будет слишком мало глюкозы, можно упасть в голодный обморок. Если будет слишком много глюкозы, нервная система перевозбудится, и это может вызвать ее болезненное состояние.
Как известно, содержание глюкозы в крови регулируется инсулином. Когда мы едим, концентрация глюкозы в плазме начинает расти, поджелудочная железа это замечает и выделяет инсулин. Все клетки начинают быстро усваивать глюкозу. В итоге ее концентрация не должна подняться намного выше «правильного» уровня 0,1 %.
А если мы давно не ели, то концентрация падает ниже 0,1 %. В этом случае есть дополнительные механизмы стабилизации. Например, печень начинает выбрасывать свой запас глюкозы (она там хранится в форме полимера гликогена). Причем на фоне понижения концентрации глюкозы в крови инсулин вообще перестает выделяться. Отсутствие инсулина в крови – сигнал всем клеткам организма не трогать глюкозу. То есть мышцы, почки, кожа без инсулина глюкозу не берут. Без инсулина глюкозу имеет право брать только мозг. Нервные клетки продолжают глюкозу потреблять, но концентрация ее в крови все-таки падает. Вот тут-то и срабатывает центр голода.
Если концентрация глюкозы в крови оказывается заметно меньше 0,1 %, мы начинаем на субъективном уровне чувствовать голод, и чем ниже падает концентрация, тем сильнее чувство голода. Возникает настоятельная пищевая потребность, сигналы гипоталамуса становятся все «громче», и даже очень разумное существо, занятое самыми возвышенными размышлениями, скорее всего, бросит эти размышления и пойдет к холодильнику или в магазин. Потому что это важно, потому что без глюкозы мозг быстро перейдет в плохое функциональное состояние.
Итак, снижение концентрации глюкозы в крови подтормаживает центры насыщения и активирует центр голода; повышение концентрации глюкозы и инсулина в крови тормозит центр голода и активирует центр насыщения.
Очень важным фактором (помимо химического состава крови) являются сигналы от пустого желудка. Пустота в желудке означает, что стенки его не растянуты. В желудке есть специальные нервные волокна, которые на это реагируют, и сигнал по ним уходит в центр голода.
Поэтому всем известный рецепт: если вы хотите есть, а есть нечего или вы героически сидите на диете, – чтобы заглушить чувство голода, надо попить.
Причем лучше пить не газированную воду, а обычную, потому что пузырьки тоже возбуждают стенку желудка, а это вам ни к чему. Если вы выпьете стакан воды, может быть, это поможет на несколько минут. Не поможет – выпейте еще один стакан воды, но в конце концов все равно придется съесть хотя бы яблоко или морковку, для того чтобы заполнить пустоту в желудке и «удовлетворить» те вкусовые рецепторы, которые находятся непосредственно в его стенках.
Существуют специальные приемы, когда хирурги отрезают часть желудка особо тучному человеку. Или хотя бы устанавливают на желудок кольцо, которое не дает ему слишком растягиваться, и человек действительно начинает меньше есть.
Еще один вариант обмана рецепторов желудка: съесть некую псевдопищу, например таблетки из целлюлозы, которые, по сути, представляют собой кусочки прессованной туалетной бумаги. Человек глотает эту таблетку, она внутри разбухает, как памперс, и желудок чувствует: «Я что-то съел». При этом сигнал от желудка становится слабее. В принципе, это может помочь некоторым людям контролировать свой процесс питания.
Сейчас даже предлагается вживлять в тело специальные электроды, которые подавляют электрические сигналы, идущие от желудка к мозгу, чтобы за счет таких специальных хирургических имплантационных техник, сдерживать ощущение голода.
Если с центром голода или с центром насыщения что-то случается, то пищевое поведение животного или человека радикально меняется.
Классические эксперименты еще в середине прошлого века проведены на кошках. Некоторым из них разрушали центр голода, а другим – центр насыщения. Если разрушить латеральный гипоталамус, центр голода, то сигналов о дефиците пищи вообще не возникает. И кошка просто не хочет есть, становится дистрофичной, поскольку у нее не запускаются программы пищевого поведения. А животные с разрушенным центром насыщения будут есть, пока влезает (и пока переполненный желудок не начнет подавать болевые сигналы), и все равно останутся голодными…
Иногда недоношенные дети рождаются с такой дисфункцией гипоталамуса, когда они не хотят есть и не плачут от голода. Мама сначала радуется: «О, какой тихий и спокойный достался!» – а потом, естественно, начинает тревожиться. В этом случае надо просто кормить младенца по часам и не забывать делать это регулярно. К счастью, сосательный рефлекс в любом случае срабатывает, даже если выключен центр голода («аппетит приходит во время еды»). Как правило, через два-три месяца гипоталамус созревает, и блок пищевого поведения начинает работать нормально.
Еще один вариант нарушений наблюдается, когда у взрослого человека происходит микроинсульт в центре голода. Микроинсульты и вообще инсульты – это события, которые выключают какие-то области мозга. Инсульты бывают разными. Например, когда тромбируется сосуд, какая-то часть мозга перестает получать кислород и выключается – это более легкий вариант, называемый «ишемический инсульт». Хуже – геморрагический инсульт, когда сосуд лопается, и кровь, вытекая, повреждает окрестные нервные клетки. Для нейронов кровь – ядовитая жидкость (в ней много белков со свойствами пищеварительных ферментов). Даже порвавшийся микрососуд может вызвать довольно заметное изменение поведения, в частности выключение чувства голода. И наоборот: если микроинсульт случится в зоне, связанной с пищевым насыщением, – вентромедиальном ядре, тогда человек или животное все время будут ощущать сильнейший голод, у них возникнет патологический аппетит и набор веса.
Если человек весит 150–200 кг, это можно списать на фастфуд, обильное неправильное питание, плохие привычки, нарушение обмена веществ. Но когда кто-то весит 300–400 и более килограммов – это, конечно, уже проблемы с гипоталамусом. Такие люди постоянно ужасно голодны, и им очень тяжело живется. Широко известна история мексиканца Мануэля Урибе, у которого до 20 лет было нормальное пищевое поведение, но затем он стал ощущать постоянный жуткий голод. Анализ показал, что у него случился микроинсульт в вентромедиальном гипоталамусе, и дальше он только и делал, что ел, набрав вес почти в 600 кг.
Если немного серьезнее посмотреть на баланс голода и насыщения, то оказывается, что, помимо так называемых фазических факторов, есть еще и тонические.
Фазическими называют сигналы, которые действуют здесь и сейчас, и они уже через минуту-две могут выключиться. Они обусловлены концентрацией глюкозы в крови и сигналами от пустого желудка. Тонические факторы определяют баланс голода и насыщения в течение дней, недель, месяцев.
Влияние гормональных факторов. Анаболизм и катаболизм
Главнейшими тоническими факторами являются гормоны. Наиболее известен из них лептин – гормон, который выделяется нашей жировой тканью. Именно с лептином связывают глобальный баланс энергии в нашем организме. Баланс того, что называют анаболизмом и катаболизмом (рис. 2.2).
Анаболизм – это процессы синтеза органических веществ, которые в итоге приводят к росту организма и набору массы. Необязательно это жир, это могут быть, например, мускулы. Недаром есть спортивные допинги, так называемые анаболические стероиды, которые позволяют быстро наращивать мышечную массу.
Рис. 2.2. Основные факторы, влияющие на центр голода и энергетический баланс организма. На рисунке не показано воздействие на процессы катаболизма гормонов стресса, половых гормонов, тироксинов
Катаболизм – это процессы распада органических веществ, которые приводят к потере массы и энергии. Кстати, греческая приставка «ката» означает движение вниз. Например, «катаклизм» дословно переводится как падающий сверху вниз поток воды, который все очищает. В этом смысле наводнение или цунами – это катаклизм, а вот землетрясение или извержение вулкана – нет.
Во всяком случае, катаболизм отвечает за снижение, потерю массы тела. Получается, что с катаболизмом связаны центры насыщения (а еще – состояние стресса и высокая двигательная активность), а с анаболизмом, напротив, центры голода и «экономии сил».
Клетки жировой ткани, вырабатывающие лептин, называются адипоциты. Адипоциты находятся прежде всего в подкожной жировой клетчатке, они выполняют важную функцию – запасают липидные молекулы. Сама по себе идея – запасти жир – в целом хорошая, поскольку, когда наши предки эволюционировали, еды вечно не хватало. Поэтому, если пища появлялась, ее надо было съесть. Было правильно, что она в организме запасается. А потом, в плохие времена, эти запасы будут обязательно использованы.
К счастью, человек не относится к категории медведей или сурков, которые каждую осень становятся в несколько раз тяжелее, а потом во время зимней спячки вес сбрасывают. У нас такого механизма нет, мы как потомки тропических обезьян активны круглый год, и какого-то сезонного, явного набора массы не происходит. Но тем не менее небольшое количество жира необходимо.
Например, если женский организм становится совсем худым, то даже овуляции останавливаются. Без нормальных лептиновых сигналов яичники перестают вырабатывать яйцеклетки, потому что половая система «понимает»: такой тощий организм все равно не сможет выносить ребенка.
В норме каждая клеточка жировой ткани выделяет лептин. Получается, что общая концентрация лептина в крови – это информация о том, сколько есть запасов в организме. Поскольку мы произошли от обезьян-древолазов, слишком большая масса тела для нас – это нехорошо. Толстая обезьяна рано или поздно сломает ветку, упадет и разобьется.
Именно лептиновый сигнал тормозит центры голода, а лептин служит основным ограничивающим фактором, который глобально («тонически») следит за нашим весом.
Если вы начинаете толстеть, то в норме лептиновый сигнал ограничивает ваш аппетит, и вес останавливается на какой-то разумной цифре.
Проблема в том, что лептин – белковый гормон, а белки – это большие, крупные молекулы, которые с трудом проходят в мозг. Между нашей кровью и мозгом существует специальный клеточный барьер. Он называется гемато-энцефалический барьер, сокращенно ГЭБ. Этот барьер служит для того, чтобы ненужные вещества из крови в мозг не проникали. Различные мелкие молекулы в кровь в основном попадают из пищи; белковые молекулы являются результатом деятельности печени, эндокринных желез. Если бы все эти вещества преодолевали ГЭБ, то деятельность нервных клеток слишком легко бы нарушалась. Поэтому в мозг проходят (а точнее, транспортируются, активно переносятся) избранные соединения. Глюкоза, конечно, хорошо проходит, она главный источник энергии. Белок лептин с трудом проникает в мозг, для этого имеется специальная транспортная система. С возрастом лептин преодолевает ГЭБ все хуже и хуже. Соответственно, сигнал адипоцитов не достигает гипоталамуса, и люди после 40 лет часто начинают набирать вес. Вывод: важно всегда быть осознанными потребителями пищи, особенно с возрастом.
Если мозг генетически не чувствителен к лептину, а такое бывает, то голод силен прямо с рождения. Существуют дети, у которых нет реакции на лептин, они с младенчества начинают катастрофически толстеть, и уже в восемь-десять лет могут достичь массы 100 и более килограммов. Существует идея использования лептина в качестве препарата, лекарства для контроля веса. Но, поскольку это белок, эффекта добиться весьма сложно. Даже если лептин вводить внутривенно, совсем немного этого вещества дойдет до мозга. А лептин в виде таблеток будет просто разрушен в желудке и кишечнике и в кровь даже не проникнет.
Помимо лептина, за последние десять лет открыт целый ряд других гормонов, регулирующих баланс центров насыщения и центров голода. Можно отметить грелин – молекулу, которая выделяется пустым желудком. Оказалось, что пустой желудок не только передает по нервам электрические сигналы в центр голода, он еще и выделяет гормональный фактор.
Грелин усиливает чувство голода, и с ним сейчас работают не менее активно, чем с лептином, поскольку если мы сумеем снизить концентрацию грелина в крови, то понизим общий уровень голода.
Возможно, ученым удастся разработать вакцину, которая позволит подавить грелиновый сигнал.
Грелин, нейропептид Y, меланокортины, орексин – все эти гормоны очень «нежно» и аккуратно работают внутри гипоталамуса, регулируя баланс насыщения и голода. Это пока еще малоизученная область физиологии мозга и физиологии питания.
Впрочем, на потребление пищи и чувство голода влияют и самые обычные, всем известные гормоны. Например, гормоны щитовидной железы – тироксины. Щитовидная железа выделяет важнейшую группу гормонов, которые регулируют общую интенсивность обмена веществ в организме. То, сколько каждая конкретная клетка потребляет глюкозы, насколько активно «сжигает» ее и получает энергию, зависит от тироксинов. Чем их больше, тем интенсивнее сгорает пища. Человек, у которого щитовидная железа работает мощно, худой, поджарый и все время хочет есть. Такой человек может съедать хоть 15 гамбургеров в день и, скорее всего, не потолстеет. У него все уходит в тепло и движения. Правда, слишком много тироксина тоже нехорошо, потому что возбуждение организма доходит до степени, когда могут возникнуть нервозность, гипертония, бессонница. Поэтому все хорошо меру. Но в принципе избыток тироксина – это не очень страшная беда.
Хуже, когда щитовидная железа работает плохо и в организме мало тироксинов. Вот тогда человек вялый, выглядит одутловато. Несмотря на то что он не очень много ест, почти вся пища откладывается про запас. И на уровне психических процессов недостаток тироксина провоцирует вялость, депрессивные состояния. Недаром эндокринологи говорят, что не менее половины случаев депрессии начинаются с того, что у человека плохо работает щитовидная железа.
Вывод: если жизнь перестала вас радовать, то сначала надо пойти к эндокринологу, а уже потом к психотерапевту. Может быть, достаточно просто попить таблетки с тироксинами. Тироксины, в отличие от лептина, представляют собой маленькие, прочные молекулы, которые прекрасно проходят из кишечника в кровь, и далее – через ГЭБ в мозг.
Адреналин и кортикостероиды (прежде всего кортизол) – это гормоны надпочечников. Они всегда есть в организме на фоновом, нормальном уровне. Кортикостероиды больше связаны со стрессом, во время которого их выделяется очень много. Но, в принципе, чем больше их в крови, тем организм активнее сжигает энергию.
Еще помогают сжигать питательные вещества половые гормоны, а также гормон роста. Все они работают на то, чтобы лишняя энергия не накапливалась, и это помогает контролировать вес.
Усложняет ситуацию то, что существуют суточные и сезонные ритмы выделения гормонов, а значит, чувства голода. У кого-то сильный голод может возникнуть посреди ночи. У женщин дополнительно имеются месячные ритмы потребления пищи. Но сложнее всего разобраться с потреблением пищи во время беременности и кормления грудью.
Что мы едим? Макрокомпоненты питания
Все знают, что, пища состоит из жиров, белков и углеводов. Давайте посмотрим на них с точки зрения мозга.
Углеводы – это молекулы – источники энергии, тот «бензин», на котором работает каждая наша клетка и организм в целом. Главный углевод – глюкоза, вещество, которое растения синтезируют в процессе фотосинтеза. А дальше мы как животные отнимаем этот углевод у растений, съедаем его, и каждая наша клеточка получает энергию. Когда мы едим что-либо сладкое, то получаем глюкозу или похожую на нее фруктозу в чистом виде; но чаще мы потребляем полимер глюкозы крахмал.
Растения предпочитают запасать глюкозу именно в виде крахмала, поэтому очень многие компоненты пищи являются крахмалосодержащими. Суточная доза углеводов – 200–300 граммов при умеренной физической нагрузке. Если у вас совсем плохо с физической нагрузкой и вы целый день сидите за компьютером, то потребность в углеводах может быть еще меньше. А если, наоборот, у человека большая нагрузка, например он копает ямы целыми днями, то у него может быть потребность в углеводах до 500 граммов в сутки.
Примерно 300–400 граммов глюкозы хранятся в печени и мышцах. То есть примерно двухсуточный запас глюкозы мы носим с собой. Поэтому, если вы вдруг решите похудеть и уже целые сутки героически ничего не едите, не надейтесь: до запасов жира ваш организм еще не доберется. Он будет расходовать запас глюкозы. Жир идет в дело только на 3–4 сутки.
Жиры, или липиды – это тоже энергия, а также строительный материал. В сутки человеку нужно примерно 60–80 граммов жиров, 80 граммов – при высокой нагрузке, 60 граммов – при умеренной. А если физическая нагрузка совсем маленькая, то цифру можно дальше уменьшать. Помимо того, что жиры – это энергия, они еще и строительный материал. Из углеводов мы почти ничего не строим, а из жиров строим мембраны всех клеток. С точки зрения этой функции гораздо большую ценность имеют растительные жиры. Они как строительный материал нам существенно лучше подходят, это более гибкие молекулы. А животные жиры – это прежде всего энергия.
Поэтому выбор между сливочным маслом и подсолнечным достаточно очевиден в пользу подсолнечного масла, которое состоит из более подвижных, гибких молекул. Именно из них можно собрать гибкие клеточные мембраны. Это необходимо, потому что любое наше движение связано с деформацией клеток, а значит, мембраны должны быть гибкими, эластичными.
Белки. Их взрослому человеку нужно примерно от 60 до 80 граммов в сутки.
Белки, как известно, состоят из аминокислот. Двадцать типов аминокислот входят в состав каждого белка. Примерно половину из них мы не умеем синтезировать сами и должны получать с пищей. Кстати, мы не умеем делать и молекулы, похожие на растительные жиры. Подобные компоненты пищи, которые наши клетки не умеют сами синтезировать, называют незаменимыми. Это отдельная тема, она немного обидная, поскольку мы считаем себя венцом эволюции, а на самом деле десятки веществ не умеем сами вырабатывать, а просто должны съедать. Дрожжи, например, или кишечная палочка все нужные им вещества умеют синтезировать.
Дело в том, что животные по ходу эволюции действительно потеряли множество ферментных систем, которые создают, например, витамин А или часть аминокислот, просто потому, что это имеется в пище и настоятельной потребности в синтезе данных молекул не было. Все, что нужно, можно было съесть. Если какой-нибудь вариант синтеза терялся, это проходило незаметно. Но с развитием цивилизации, когда пища во многом стала искусственной, это стало очень заметно, человечество вплотную столкнулось с авитаминозами и т. п.
Диетологи теперь говорят: «Есть белки полноценные и неполноценные». Неполноценные белки все 20 аминокислот в правильной пропорции не содержат, а полноценные – содержат. Полноценные – это те белки, которые имеют прежде всего животное происхождение. Приближаются к ним по качеству белки бобовых. А вот злаки уже не очень полноценные: их белки нужно есть с избытком, чтобы «набрать» достаточно каждой из аминокислот. Однако избыток белков в пище также не полезен, поскольку выделяется много азотсодержащих отходов их распада.
Зачем мы едим? Распознавание вкуса пищи
Питание позволяет решить две задачи: получить энергию и строительные материалы для синтеза новых клеток, для возобновления и ремонта уже имеющихся. Энергия – это прежде всего глюкоза. Поэтому в ходе эволюции возникли специальные чувствительные белки-рецепторы – настроенные на глюкозу и сходные с ней молекулы. Эти белки появляются уже у одноклеточных (у инфузорий, например). У рыб они распределены по всей поверхности тела; у сухопутных позвоночных находятся в первую очередь на языке.
Сладкий вкус – это сигнал о том, что в пище есть глюкоза или похожие на нее вещества. А раз есть глюкоза, значит, есть энергия, и это хорошо.
В итоге наш мозг так врожденно сконфигурирован, что появление глюкозы в пище вызывает не только запуск пищевых рефлексов на уровне продолговатого мозга и моста, но и положительные эмоции на уровне гипоталамуса и базальных ганглиев.
Сигнал от вкусовых центров продолговатого мозга и моста поднимается в гипоталамус, таламус и далее – в островковую кору больших полушарий (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Уровни передачи вкусовой информации: А – вкусовые рецепторы языка; Б – вкусовые центры ствола головного мозга (продолговатый мозг и мост; таламус и гипоталамус); В – вкусовой центр коры больших полушарий (островковая доля); показана также передача кожной чувствительности от языка в переднюю часть теменной доли (постцентральная борозда)
На рисунке показана также передача кожной чувствительности от языка в переднюю часть теменной доли (постцентральная борозда).
Выделяют четыре классических вкуса: кислый, сладкий, горький, соленый. Каждый из них говорит о том, что в пище есть какие-то полезные вещества или, наоборот, слишком много каких-то вредных веществ.
Но четыре вкуса – это далеко не все. Мы знаем и о существовании других вариантов вкуса, в частности реакции на глутамат. Или, как говорят еще, на белковый вкус.
На самом деле про белковый вкус человечество знает уже больше века, но почему-то до сих пор этот факт часто преподносят как некую научную новинку.
Глутамат – основная часть молекулы глутаминовой кислоты, которая в числе 20 других аминокислот составляет белки. Именно глутамата больше всего в любом белке. Появление вкуса глутамата в пище означает, что мы едим белок, а это значит, что едим «строительные материалы». Белки у нас используются в основном для того, чтобы строить свой собственный организм. Получается, что глутамат – это хорошо.
Поэтому появление глутамата в пище тоже вызывает положительные эмоции, нравится нам, и мы ищем и предпочитаем такую еду.
Глутамат уже более 100 лет используют в качестве пищевой добавки. Почему-то он иногда называется «усилитель вкуса». Но никакой он не усилитель, он сам по себе источник мощного глутаматного (белкового) вкуса. Глутаматом богаты сыр, мясо, грибы; много глутамата в морской капусте, соевом соусе. Все эти продукты украшают нашу жизнь, делают блюда более вкусными. Глутамат можно просто купить в больших супермаркетах в чистом виде. Если посыпать им любую еду, она действительно станет для нас вкуснее. Например, посыпали вареную капусту – и уже вкус у нее такой, как будто капусту в мясном бульоне сварили, а это приятно.
Когда кто-то нападает на применение глутамата, называет его очередной «белой смертью», тут, как правило, палка перегибается. Потому что глутамат, глутаминовая кислота, – это вещество, которое содержится в самых обычных белках. В сутки с обычной едой мы получаем 5–10 граммов глутамата. Поэтому, если вы добавили в блюдо еще 2–3 грамма, никакого вреда от этого не будет.
Однако в больших количествах это вещество может вызывать определенные проблемы. По иронии судьбы глутамат, глутаминовая кислота, – одновременно главный возбуждающий медиатор нашего мозга. Не менее половины нейронов (а в коре больших полушарий, по некоторым оценкам, до 80 %) передают сигналы за счет выделения в синапсах глутамата. Поэтому, когда глутамат определили как медиатор, некоторые исследователи очень долго не могли, не хотели в это верить. Как может вещество, которое мы едим ежедневно в таких больших количествах, вдруг выполнять в мозге столь тончайшую и важнейшую функцию? Но оказалось, что это так. Данная проблема решается за счет того, что упомянутый гемато-энцефалический барьер (ГЭБ) очень плохо пропускает глутамат. Получается, что тот глутамат, который мы съели, и тот, который в мозге, – это разные глутаматы. Химически это, конечно, одна и та же молекула, но проход через ГЭБ для пищевого глутамата обычно закрыт.
Тем не менее, если вы одномоментно съели 5, а то и 10 граммов глутамата, какие-то его количества в мозг могут проникать и действовать возбуждающе. Переедание обогащенной глутаматом пищи может привести к сердцебиению, повышению давления крови, всплескам эмоций. Вывод: не надо переедать глутамат. Это явление диетологи и медики в свое время назвали «синдром китайского ресторана», поскольку в восточных – японской, китайской – кухнях действительно очень много используется соевого соуса и других подобных приправ, серьезно обогащенных глутаматом. И если, например, у человека и без того гипертония, ему в такие рестораны нужно ходить с большой осторожностью. С другой стороны, в строго контролируемых экспериментах эффекты пищевого глутамата, как правило, не обнаруживаются. Так что вопрос остается открытым (как в случае других пищевых аминокислот, обладающих потенциальной нейротропной активностью, – глицина, триптофана, тирозина). Горький вкус – зачем он вообще нужен? Когда мы ощущаем во рту что-то неприятное, то, как правило, сразу, выплевываем эту еду. Откуда этот рефлекс, зачем он нужен? Оказывается, определенные клетки на языке, которые чувствительны к горькому вкусу (а их больше всего на корне языка, в самой глубинной части ротовой полости), эти клетки реагируют на так называемые растительные алкалоиды. Горький вкус вызывают растительные токсины – молекулы, которые растения в ходе эволюции придумали для того, чтобы защищаться от травоядных. Это, по сути, яды разной степени тяжести.
Растения защищаются токсинами от травоядных животных. А травоядным нужно эти токсины различать, чтобы не отравиться. Поэтому и появились рецепторы горького вкуса (у человека их 43 типа), которые реагируют на появление токсинов. И они, соответственно, останавливают жевание, глотание и заставляют нас выплевывать еду, если у нее неприятный горький вкус.
Конечно, чуть-чуть горького порой украшает вкус блюда, делает его более интересным. Например, многие любят кофе без сахара или горький тоник. Но много горького вкуса никто не выдержит, это будет очень сильный «удар» по центрам отрицательных эмоций. Кто не пробовал, может сорвать листик алоэ и пожевать его хотя бы 5 секунд. Гарантирую, что этот опыт вы запомните на всю оставшуюся жизнь, потому что такая сильная горечь впечатляет и запоминается.
Еще один ключевой вкус – это вкус NaCl.
Концентрация поваренной соли в крови – очень важный показатель. Натрий нужен для нормальной работы сердца и нервных клеток.
Судя по всему, наши предки, тропические обезьяны, жили в условиях постоянного дефицита натрия. Калия, еще одного важнейшего минерального элемента, в растительной пище много, и его дефицит не возникает. Натрия же в «изначальной» еде человечества было маловато, а он организму нужен. Поэтому частью вкусовой системы стали рецепторы, реагирующие на соленое и позволяющие эффективно находить источники натрия. В итоге слегка подсоленная еда для нас приятнее, чем совсем без соли.
Конечно, избыток NaCl нарушает обменные процессы, и поэтому пересол – плохо. Но в меру соленая пища – хорошо. Поэтому называть NaCl «белой смертью» – явное преувеличение, и в сутки для нормальной работы организма нам нужно 5–7 граммов поваренной соли.
Еще, конечно, нам нужна вода. Не очень давно обнаружили, что у нас на языке есть специальные водяные – аквапориновые рецепторы. Оказалось, что это молекулы, которые родственны молекулам, работающим у нас в почках и помогающим формировать мочу. Эта система водного обмена связана и с языком, и с ощущением того, что мы пьем воду.
Главным «управителем» этого процесса также является гипоталамус. В средней зоне гипоталамуса рядом с центрами голода и пищевого насыщения находится центр жажды, который постоянно измеряет концентрацию NaCl в крови.
Если для глюкозы идеал – это 0,1 %, то для NaCl – 0,7–0,8 %. Соответственно, если соли слишком много, мы ощущаем жажду, надо попить воды. А если соли слишком мало, то нам хочется съесть чего-нибудь солененького. Вкусовые предпочтения меняются в зависимости от обстоятельств. Сигналы из гипоталамуса (в форме гормона вазопрессина) уходят к почкам, которые меняют концентрацию мочи, для того чтобы стабилизировать содержание NaCl в организме.
Одно из последних открытий в области физиологии вкуса – обнаружение рецепторов жирного. Их нашли сначала у белой крысы, а в 2015 году – у человека. Да, жирная пища вкуснее, чем нежирная. Жиры не только источник энергии, но и важнейший строительный материал для формирования мембран наших клеток; и «правильные» растительные жиры с гибкими молекулами не могут заменить ни углеводы с белками, ни даже жиры животного происхождения.
Целостное восприятие вкуса
Итак, на языке есть специальные небольшие возвышения, которые называются вкусовыми сосочками. В состав сосочков входят вкусовые почки – скопления клеток, чувствительных к разным типам вкуса. Помимо горького, кислого, соленого, сладкого, мы знаем о существовании белкового вкуса и о реакции на воду. Недавно открыты также «жирные» рецепторы.
Сигнал от языка, от ротовой полости передается сначала в продолговатый мозг и мост. Здесь находятся центры, связанные с врожденным восприятием вкуса и запуском реакций жевания, глотания, слюноотделения, выплевывания. После продолговатого мозга и моста вкусовая чувствительность через таламус, который является главным информационным фильтром головного мозга, передается в кору больших полушарий. Центры вкуса находятся у нас, напомним, в островковой доле. Там на дне боковой борозды расположены нейроны, воспринимающие вкусовые сигналы (см. рис. 2.3, В).
Но то, что мы называем «целостным восприятием вкуса», на самом деле не только вкусовые сигналы. Сюда же нужно добавить обонятельную информацию и кожную чувствительность.
Целостное вкусовое восприятие – это соединение трех потоков сигналов: собственно вкуса, запаха (когда у нас насморк, пища становится почти безвкусной) и кожной чувствительности (температура еды и ее консистенция – сухое или мокрое, вязкое, размер комочков и др.).
К этому добавляется целый ряд ощущений, которые мы традиционно считаем вкусовыми, но на самом деле они кожные. Это ощущения, связанные с пряностями и с ментолом. На самом деле ощущения от перца, горчицы, корицы, ванили, ментолового холодка относятся к кожной чувствительности. Это легко проверить. Например, перцовый пластырь или горчичник, приклеенный на спину, тоже жжется, хоть и не так сильно, как на языке. Встречаются ментоловые шампуни – нанесешь такой шампунь на голову, и голове становится холодно, так там много ментола. Это примеры кожной чувствительности.
Важнейшую роль в процессах вкусовой чувствительности, как уже неоднократно упоминалось, играет гипоталамус. Особенно когда мы говорим о потребностях и эмоциях, об эмоциональном восприятии пищи.
В гипоталамус поступает сигнал о том, едим мы хорошую или плохую пищу. В результате генерируются положительные эмоциональные сигналы, позитивный эмоциональный фон, который подталкивает кору больших полушарий запоминать, что мы сделали, чтобы так удачно поесть. И наоборот: у нас возникает отрицательная эмоция, если мы съели что-то не то. Тогда кора больших полушарий запоминает, чего в дальнейшем делать не стоит и какой продукт лучше не есть.
Память об отравлениях у нас крайне прочная. Вы могли в два-три года чем-то отравиться и уже давно об этом не помните, и даже ваши родители об этом забыли, а ваш гипоталамус и кора больших полушарий помнят. И вам почему-то до сих пор не нравится, например, рыба, или помидоры, или еще что-то. Так что если вы не любите какой-то тип пищи, то это часто бессознательная (подсознательная) память о каких-то детских отравлениях. Либо это какая-то (скорее всего, уже бывшая) пищевая аллергия, когда ваша иммунная система на помидоры или рыбу реагировала как на вторжение инфекционных агентов и возникали воспаления. Диатез у детей, который порой приобретает совершенно катастрофические формы, связан именно с этим.
Встречаются и более тяжелые варианты пищевой патологии, например целиакия, но это специальная тема.
Пища как источник положительных эмоций
Пища – это самый надежный источник положительных эмоций. И эти эмоции настолько приятны, что мы порой предпочитаем их всем остальным.
Хороший кусок еды в надлежащее время с гарантией вызовет у вас положительные эмоции, и это замечательно! Несмотря на все сложности жизни, бутерброд нас всегда выручит. Это в числе прочего крайне важно с точки зрения глобального баланса между центрами положительных и отрицательных эмоций.
Иными словами, у нас в гипоталамусе и базальных ганглиях находятся нейроны, которые генерируют положительные эмоции по самым разным поводам. Одни и те же нейроны могут возбуждаться и когда вы хорошо поели, и когда избежали какой-то опасности, или узнали что-то новое, или вас поцеловала любимая девушка. В этих случаях почти всегда одни и те же нейроны работают.
Также существуют нейроны, которые работают как генераторы негативных эмоций. Нормальная деятельность мозга, как уже было сказано, это постоянный баланс между центрами положительных и отрицательных эмоций. Потому что, если будет слишком много отрицательных, возникает состояние, называемое депрессией (жизнь не радует). Слишком много положительных тоже нехорошо: существо в эйфории, весело бегающее где попало и не обращающее внимания на опасности, тоже долго не проживет. Должен быть какой-то оптимальный баланс. Положительные эмоции от еды вносят очень серьезный вклад в этот баланс.
Если человек плохо ест: недоедает, еда у него невкусная или он на диете, то этот баланс может нарушаться, и тут недалеко до депрессии. Поэтому, пожалуйста, будьте аккуратнее с диетическими экспериментами.
Проблема депрессии – всеобщая проблема. Из всех вариантов нарушений деятельности психики именно депрессии наблюдаются чаще всего. Главная опасность депрессии, конечно, состоит в том, что человек может дойти до суицида – состояния, когда жизнь кажется такой отвратительной, что проще ее прекратить.
Некоторые люди решают проблему депрессии просто: идут к холодильнику и начинают есть. Можно, конечно, пойти к психотерапевту, можно принимать антидепрессанты, а можно много и вкусно есть. Но в этом случае, конечно, надо следить за весом. По большому счету, различные диеты и рекомендации, такие как: не есть после шести вечера, или есть сегодня только зеленое, а завтра – только оранжевое, или что-нибудь еще – они все разработаны для того, чтобы человек меньше ел.
Всемирно известная балерина Майя Плисецкая хорошо ответила на вопрос, как ей удается сохранять стройную фигуру: «Сижу не жрамши». Это самая простая и понятная диета! Все ухищрения, которые предлагают диетологи, связаны с тем, чтобы съесть за единицу времени меньше калорий.
А конечный результат – похудеете вы или нет – будет зависеть от двух очень простых вещей: сколько энергии вы ввели в организм и сколько потратили.
Даже если организм питается только капустой, но при этом очень мало двигается, все равно он будет толстеть и накапливать жир. Надо обязательно двигаться.
Несколько лет назад я был в гостях у своих друзей во Флориде. Мы посетили реку, где зимуют ламантины. Они похожи на тюленей, но тюлени – хищники, а это травоядные животные, морские коровы. Ламантины едят только траву и при этом очень медленно двигаются. Они очень толстые и больше всего похожи на огромные кожаные диваны (в длину вырастают до 6 м). Главный вывод, который я вынес из наблюдения за ламантинами: даже если живое существо ест одну капусту, но мало двигается, оно все равно растолстеет. Поэтому движение, конечно, очень важно.
Ограничение питания – путь к депрессии?
В тяжелых случаях при депрессиях используют антидепрессанты, которые возбуждают центры, генерирующие положительные эмоции. В этих центрах в качестве медиаторов работают норадреналин, дофамин, серотонин. Работу центра голода, а также баланс положительных и отрицательных эмоций регулируют и другие молекулы, например кофеин, никотин.
Как кофеин, так и никотин обладают действием, которое снижает ощущение голода. С этой точки зрения эффекты курения более коварны. Набор веса, после того как человек бросил курить (и вводить в организм никотин), происходит практически обязательно, потому что центры голода становятся более активированными. Показано, что у нас на центрах голода есть чувствительные молекулы, которые реагируют на никотин. Человек, который бросил курить, в среднем прибавляет 3–4 кг, так как никотин ранее подавлял его аппетит.
Препараты-антидепрессанты в основном активируют системы норадреналина, дофамина, серотонина. Но оказалось, что антидепрессанты заодно еще и подавляют активность центра голода; легкие антидепрессанты способствуют похуданию. При их приеме некоторым становится легче переносить ощущение голода и постоянной пустоты в желудке. Но такие лекарства отпускаются только по рецептам. И это хорошо, так как вещества с антидепрессантным действием – серьезные препараты, которые основательно влияют на мозг, и, для того чтобы похудеть, их использовать не рекомендуется.
Для нас еда является настолько важным компонентом жизни и источником положительных эмоций, что попытки ограничить питание – реальный путь к депрессии.
Именно поэтому манипуляции с едой используются в экспериментах на животных, для того чтобы моделировать депрессию. А моделировать депрессию на животных нужно, чтобы искать новые антидепрессанты, придумывать все более эффективные лекарственные препараты. Перед тем как антидепрессанты пойдут в клинику, они испытываются на экспериментальных животных, это обязательное условие.
Весьма просто создать у животных депрессию за счет различных манипуляций с питанием. Например, лабораторным крысам вначале дается много сладкой и жирной еды. Более половины крыс при свободном доступе к такой пище «срываются», начинают есть ее с избытком и толстеют. Если теперь отнять у крыс эту еду, у них начнется реальная депрессия.
Как можно эту депрессию обнаружить? Существуют стандартные поведенческие тесты, которые показывают, что крыса стала более депрессивной. Один из них – так называемое принудительное плавание, когда животное помещают в емкость с водой и дальше смотрят, как оно себя ведет. Нормальная, активная крыса, с активной жизненной позицией будет активно плавать, пытаться выбраться из воды. Депрессивная крыса вяло повисает в воде: «Жизнь не удалась…» Она, конечно, не тонет, потому что крысы легкие существа, но явных попыток выбраться из емкости с водой не происходит. И мы понимаем: у нее депрессия. Если антидепрессант, который вы разрабатываете, действует, то депрессивные крысы, которым его дали, начнут бодро плавать и к ним вернется «активная жизненная позиция».
Итак, самый главный медиатор, который отвечает за положительные эмоции, – это дофамин. На дофаминовых нейронах сходятся самые разные виды удовольствия: от еды, от безопасности, от новизны, от контакта с противоположным полом, от того, что вы погладили маленького ребенка по голове. Дофаминовые нейроны собирают все подобные сигналы, и, если их синапсы работают неправильно, возникает масса проблем. Избыточная активность дофаминовой системы в коре больших полушарий, например, это предпосылка шизофрении.
Если же дофаминовая система врожденно (из-за индивидуальных генетических особенностей) плохо работает, то такой мозг не добирает положительных эмоций, и такие люди склонны к депрессии, к тому, чтобы объедаться и набирать лишний вес. Эти же люди более склонны к алкоголизму, наркомании, другим типам зависимостей.
Когда в мозге нарушен правильный баланс между положительными и отрицательными эмоциями, люди, сами того не осознавая, пытаются восстановить его за счет того, что больше едят, или постоянно играют в компьютерные игры, или употребляют наркотики.
В случае когда человек попадает в серьезную наркотическую зависимость и ощущает мощное удовольствие от наркотика, он часто вообще забывает о еде. Так, все героино- и морфинозависимые пациенты очень худые, истощенные, и у них много проблем с кишечником.
Выученное пищевое поведение
Когда мы едим что-нибудь сладкое, или слегка подсоленное, или белковое, то в гипоталамусе по врожденно заданным механизмам возникают положительные эмоции. Дальше эти положительные эмоции – сигналы об удовольствии за счет выделения прежде всего дофамина – поднимаются в кору больших полушарий. На этом фоне те нейроны коры, которые обеспечили правильное пищевое поведение, прочнее запоминают только что реализованные программы. То есть мозг сохраняет информацию о том, каким образом он получил вкусный кусочек пищи.
От исходного поведения, основанного на каких-то врожденных нейронных дугах, мы постепенно переходим к выученному пищевому поведению – учимся добывать еду. Этот процесс можно наблюдать у ребенка с первых же дней жизни.
Один из первых навыков, формирующихся у младенца, – поиск источника молока, когда его еще только подносят к груди. Очень быстро сосательный рефлекс возникает не на прикосновение к губам, а чуть раньше – в ситуации, когда его просто взяли на руки. Потому что мозг новорожденного уже в возрасте двух недель в курсе: «Сейчас будут кормить». Позже ребенок выясняет, как выглядят бутылочка с молоком и каша, и то, что кашу едят ложкой, и как управлять этой ложкой, чтобы попало в рот, а не размазалось по лицу, и т. д.
В какой-то момент мы узнаем, как выглядят популярные бренды и логотипы еды. Например, «Макдоналдс». Как-то мне одна студентка рассказала: «Я себя поймала, как павловская собака, на пищевом условном рефлексе. Я внезапно застала свой мозг за таким занятием: стою посреди улицы, мои глаза смотрят на большую букву М, а во рту – слюна». Даже если центры мышления заняты чем-то возвышенным, в это время другие отделы мозга так и норовят запустить пищевое поведение. Вы вообще можете прийти в себя только в тот момент, когда уже расплачиваетесь за гамбургер.
Возьмем для примера обучения успешному пищевому поведению виноградную улитку, которая учится находить пищу. Молодая улитка вначале пользуется только врожденными программами. Она просто ползет и все пробует. И если у какой-то ягодки или листика хороший вкус и запах, то она их ест. В результате нейросети улитки формируют ассоциацию между запахом и вкусом пищи. Опытная улитка, почувствовав запах еды, из этой точки пространства уже не уползет, будет целенаправленно искать пищу и, скорее всего, найдет ее.
Вот зачем нужно учиться: какие-то сигналы, которые раньше не запускали поведение, теперь его запускают. Эти сигналы мозг запоминает на фоне положительных эмоций.
Примерно так же ведет себя маленький ребенок. Все, кому приходилось иметь дело с младенцами, видели, что, когда они ползают, они все себе в рот засовывают. Идет постоянная «дегустация» окружающего мира и поиск возможной пищи. И в тот момент, когда вкусовые рецепторы говорят: «О, сладенькое!» или «О, белковое!» – начинается поедание. В этот момент к врожденным пищевым программам присоединяется обучение. Ведь любая еда – это не только вкус, но и запах и внешний вид (зрительные сигналы). Иногда даже звуковые сигналы (например, слова: «молоко», «каша»). Все это запоминается и оказывается очень полезным для более успешной реализации пищевого поведения и удовлетворения пищевой потребности.
Реклама еды. Формирование условных рефлексов
Когда специалисты по рекламе пытаются сделать, чтобы потребители выбирали и покупали ту или иную еду, они, по сути, формируют у нас условные рефлексы (как у собаки академика Павлова). Соответственно, основная задача рекламы – создать положительные эмоции. Самый простой способ рекламы пищевой продукции – просто показать довольного жующего человека и то, что он ест. Мы видим, что ему вкусно, зеркальные нейроны у нас работают, включается подражание. Когда на картинке человек с наслаждением кусает, жует, хрустит чем-то съедобным, со стороны это классно выглядит, и слюна у всех зрителей течет. Значит, картинка запомнилась.
Более эффективный и изящный вариант рекламы – когда к пищевой потребности добавляют какую-нибудь еще. Например, к рекламе конфеты с названием «Ну-ка, отними!» добавлено оборонительное поведение. На картинке показано, что кто-то защищает свои вкусные конфеты. Когда потребитель видит картинку, на которой девочка не дает конфетку собаке, он понимает, что это означает: «Конфеты такие вкусные, что я их не отдам даже этому милому песику».
Дополнительный эмоциональный всплеск вызывает запоминание образа продукта и, соответственно, повышает вероятность его покупки.
Так что не всегда потребности конкурируют друг с другом, можно сделать так, чтобы одна программа помогала другой. Самые «продвинутые» маркетинговые ходы объединяют разные потребности, и те, которые помельче, работают на некую главную программу. Классика усиления любой рекламы – это новизна. Например, когда нам не просто показывают прекрасный и свежий йогурт, а говорят: «новый йогурт», «новый вкус». Получается, что исследовательское поведение в данном случае не будет конкурировать с пищевым, а наоборот, вольет в него дополнительную энергию. А если поедание нового йогурта идет в кругу счастливой семьи, тут положительных эмоций оказывается еще больше… И все это для того, чтобы, как писал И. П. Павлов, «исходно незначимый стимул стал значимым».
Еда как объект искусства
Любая потребность, в том числе пищевая, может быть основой вдохновения художников, поэтов, писателей. И стать объектом искусства.
Так, на картинах Франса Снейдерса, фламандского живописца, мастера натюрмортов и анималистических композиций, все настолько правдоподобно нарисовано, что зоологи приходят в восторг от его произведений. Они смотрят, например, на картину «Рыбная лавка» и делают вывод: «Вот какие тюлени водились у берегов Европы в XVII веке!» Настолько точно этот и подобные художники все рисовали, что генетики используют подобные картины для сопоставления с современными, уже изрядно промутировавшими или измененными селекцией цветами, собаками или канарейками.
Ныне здравствующий английский рекламный фотограф Карл Уорнер создал новый жанр фотоискусства под названием «Фудскейп». Он составляет необычные пейзажи из продуктов: берет большой стол и выкладывает на него слои всяческих продуктов, создавая композиции. Дальше находит уникальную точку и снимает, например, морской пейзаж. Филе лососей, окунь, сельдь, макрель, устрицы и мидии, омары и моллюски, морская капуста и овощи служат материалом для создания картины. Очень впечатляюще выглядит! Кстати, основная цель творчества Карла Уорнера – это пропаганда здорового питания.
Недавно появилось еще одно интересное направление, которое называется «молекулярная кулинария». Желающим предлагают стать исследователями в мире продуктов. Берутся обычные продукты и обрабатываются с помощью методов биохимии и молекулярной биологии. При этом продукты экстрагируют, выпаривают, замораживают, поливают жидким азотом и получают что-то совершенно невообразимое, но съедобное. Дорого, интересно, радует нашу вкусовую систему.
И еще одна новинка, которая, как мне кажется, обязательно станет популярной, – пищевые 3D-принтеры, печатающие то, что захотел или придумал заказчик. Только вместо разноцветных чернил в них заряжены ингредиенты, из которых вы хотите составить свое пирожное или бифштекс.
Александр Сергеевич Пушкин, как известно, весьма любил поесть и хорошо разбирался в кулинарии. В «Евгении Онегине», например, воспеваются трюфели как «роскошь юных лет». Или в «Письме Соболевскому» он советует другу:
- У Гальяни иль Кольони
- Закажи себе в Твери
- С пармазаном макарони,
- Да яишницу свари…
Остерегайтесь переедания
Пища – это прекрасно, но у нашего пищевого поведения есть и «темная сторона» – обжорство и чревоугодие. В произведениях Иеронима Босха чревоугодие показано как один из смертных грехов. Данте Алигьери поместил обжор в третий круг ада. Из этого очевидный вывод: в питании надо опасаться крайностей.
Голод – это тот хлыст, который подстегивает нас, не давая сидеть на месте. Если голод не ощущается, то и не поймешь, что пора искать еду. Голод – базовая потребность, и она досталась нам в наследие с незапамятных времен, когда действительно нужно было бороться за каждую калорию. Соответственно, у нас нет какой-то явной ограничивающей питание физиологической системы. В наличии скорее система текущего контроля: как не съесть что-нибудь ненужное, вредное. Тут работает вкусовой анализатор, и ему на помощь приходят центры положительных эмоций, которые учат нас все более эффективно получать пищу. Пока мы в детском возрасте, нам помогают родители, а потом уже самим приходится добывать «хлеб насущный». А затем – не только для себя, но и для собственных отпрысков. По мере взросления мы должны становиться все более искусными добытчиками пропитания, а это возможно только при обучении. Обучение же эффективно, если присутствуют положительные эмоции.
В современном мире, когда еда есть рядом зачастую в неограниченном количестве (в развитых, конечно, странах), мы попадаем в плен к положительным эмоциям и легко начинаем переедать, есть слишком много. Во-первых, просто потому, что вкусно и удовольствие гарантировано. В-вторых, при стрессе или депрессии переедание почти естественно используется для компенсации негативных эмоций. В итоге за собственным питанием нужен глаз да глаз. Если у вас проблемы с весом, то обязательно надо следить за потребляемыми калориями.
Пока что нет таблетки, которая взяла бы и выключила центр голода. И если кто-то такую таблетку обещает вам дать, то она, скорее всего, обладает наркотикоподобным действием, действует на дофаминовую или никотиновую системы и вызывает привыкание, зависимость.
Просто так переложить заботу о нашем весе на фармакологов не получится. И борьба как за калории, так и против них остается ежедневной задачей каждого человека.
Глава 3. Мозг и любопытство
Что такое любопытство?
Любопытство – одна из самых главных программ, вставленных в человеческий мозг. Мы действительно очень любопытны, и для нашего мозга новая информация – это отдельный источник положительных эмоций. Разберем, в каких формах проявляется любопытство и какие нервные структуры при этом работают.
Любопытство – потребность в новой информации плюс проявление этой потребности на поведенческом уровне.
Как любое поведение, реакции, связанные с любопытством, сбором новой информации, могут протекать как рефлекторный ответ на внешние стимулы либо запускаться изнутри организма. Во втором случае мы говорим о явном проявлении потребности.
С рефлексами (реакциями на стимулы) все достаточно просто: это самый легко изучаемый тип поведения. Когда появился какой-то стимул, например кто-то крикнул или чихнул, мы поворачиваем голову, чтобы посмотреть, в чем дело. Или кто-то прикоснулся к нашему плечу, и мы смотрим, кто это. Во врожденных рефлекторных дугах нейроны, отвечающие за подобные действия, соединены по неким генетически заданным принципам. Это кодируется на уровне ДНК, никакого особого обучения не нужно.
Более сложная и эволюционно продвинутая ситуация – когда поведение запускается изнутри мозга. Именно в этом случае мы говорим о нарастании потребности. Потребность способна вызвать реакцию, в том числе поиск новой информации, даже при отсутствии внешних стимулов.
Потребность в новизне может возникать, когда мозг почему-то решил, что не хватает информации, чтобы, например, удовлетворить пищевую потребность или половую потребность. Вот тогда поиск новой информации, новых сигналов и, шире, новых возможностей будет предварительным этапом для удовлетворения потребностей, связанных с выживанием, размножением, питанием и тому подобное. Получается, что в нервной системе возникает некое внутреннее состояние, которое и запускает поведение, направленное на поиск новых стимулов. Такое поведение мы называем проявлением любопытства.
Потребности часто конкурируют, поскольку поведение в каждый момент времени целесообразнее направлять на удовлетворение одной из них.
Скажем, любопытно, но страшно или любопытно, но лень. Реже две потребности работают в одном направлении, например выбор новой еды или нового партнера для размножения (эффект Кулиджа[[9] ]).
Если вспомнить классификацию потребностей по А. Маслоу, то потребность знать, понимать и исследовать находится на самой ее вершине. Эта потребность относится к тому, что Маслоу назвал духовными потребностями личности, что, конечно, очень лестно для поведения, связанного с любопытством. Но надо знать, что многие реакции, связанные со сбором новой информации, появляются в эволюции очень рано.
По классификации академика П. В. Симонова потребности делятся на три группы: витальные, зоосоциальные и саморазвития. Каждая потребность базируется на деятельности определенных мозговых центров. Уже рассмотренное пищевое поведение, например, относится к витальным программам.
Исследовательские программы, когда сбор новой информации производится как бы впрок, явно направлены в будущее. П. В. Симонов отнес их к потребностям саморазвития.
Например, когда ребенок впервые видит лягушку, он проявляет явное любопытство. Для него лягушка – не пищевой объект, и он ее, как правило, не боится, но зато ему очень интересно!
В случае программ саморазвития мозг реализует реакции как бы наперед, и биологический смысл любопытства состоит в формировании более точной картины мира, более успешном прогнозировании событий и, благодаря этому, в реализации более адаптированного к внешней среде поведения.
Исследовательское поведение – очень яркий пример программ саморазвития. Действительно, в тот момент, когда мы собираем новую информацию, мы еще не знаем, пригодится она нам, не пригодится и для чего пригодится. Но сам по себе сбор новой информации – это хорошо, интересно и важно, и мы испытываем положительные эмоции. Биологически это означает, что чем больше знаний об окружающем мире имеет мозг, тем адекватней и точнее его поведение. Поэтому различные программы, связанные со сбором новой информации, появляются в эволюции очень рано и далее усложняются вплоть до самых «возвышенных» вариантов, которые свойственны только человеческому мозгу.
Типы исследовательского поведения
Программы, связанные с любопытством у животных, можно разделить на три уровня.
● Первый уровень (самый древний) обеспечивает ориентировочный рефлекс. Ориентировочный рефлекс – врожденная программа, которую описал еще И. П. Павлов и назвал рефлексом «что такое?». Это любопытство в его самой простой форме. Нейронные сети, обеспечивающие ориентировочный рефлекс, находятся в среднем мозге.
● Второй уровень – поисковое поведение. Это активное поведение в условиях неопределенности, когда организм исследует новую территорию для того, чтобы решить некую проблему. Например, в аудиторию входит опоздавший человек и ищет, где можно присесть. Его поведение подчиняется данным программам, он смотрит во все стороны и движется к свободному месту. Это типичный вариант такой реакции, связанной с перемещением в пространстве. Для реализации поискового поведения нужно идти, бежать, то есть происходят сгибания рук и ног, которые являются базой поискового поведения. Структура, которая их запускает, называется субталамус. Находится она в задней части промежуточного мозга, на границе таламуса и гипоталамуса.
● Третий уровень – это манипуляции с предметами. Слово «манипуляция» происходит от латинского manus – «рука». Манипулируем мы, когда наши пальцы работают, когда мы хотим посмотреть, что находится внутри некоего объекта, раскрутить, разобрать незнакомый или знакомый предмет. Такого рода программы характерны для линии эволюции обезьян (приматов). За манипуляции с предметами отвечает кора больших полушарий, а точнее, двигательная кора, расположенная в задней части лобной доли.
Центры исследовательских реакций в мозге человека
Для того чтобы запускалось исследовательское поведение, направленное на сбор новой информации, нужно, чтобы сам факт проявлений новизны был детектирован. Отдельные нейроны, группы нейронов, нейронные комплексы работают на то, чтобы сравнивать имеющуюся информацию с вновь поступающей. И если в этой вновь поступающей информации есть что-то необычное, что данному организму ранее не встречалось, тогда срабатывают разные варианты исследовательского поведения.
Чтобы реализовался ориентировочный рефлекс, анализ сенсорной информации ведет верхняя часть среднего мозга – четверохолмие.
Для реализации поискового поведения и сбора информации «в новом месте» очень важна старая кора (прежде всего гиппокамп). Результаты манипуляции с предметами оценивает так называемая поясная извилина – область новой коры больших полушарий, которая относится к лимбической доле и находится на внутренней поверхности полушарий над мозолистым телом. Поясная извилина очень важна для оценки результатов любого поведения, а также для генерации эмоций, связанных с успехом либо неудачей поведения.
В конце главы мы обсудим те проявления любопытства, которые характерны только для человека и связаны с речевой сферой. Ведь наш мозг так устроен, что положительные эмоции нам приносят не только манипуляции с предметами, но «манипуляции» со словами – от шуток и каламбуров до высших проявлений творчества.
Ориентировочный рефлекс
Посмотрите на рисунок среднего мозга в поперечном срезе (рис. 3.1, вверху). В его верхней части расположены холмики четверохолмия (1), которые являются древними зрительными и слуховыми центрами. Сюда непрерывно приходят сигналы от сетчатки и внутреннего уха, и нейроны четверохолмия сравнивают поток, который сейчас есть, с тем, который был, например, 0,2–0,3 секунды тому назад. Если произошло некоторое изменение, тогда запускается уже упомянутый ориентировочный рефлекс. Он заключается в повороте глаз, головы и, если нужно, всего тела в сторону нового сигнала. Чтобы это сделать, четверохолмие передает информацию на глазодвигательные центры (2) и мотонейроны, управляющие мышцами шеи туловища.
Рис. 3.1. Вверху: поперечный срез через средний мозг человека. Обозначения: 1 – четверохолмие; 2 – глазодвигательные центры; 3 – покрышка среднего мозга, а также схема нейронной сети, реагирующей на появление нового стимула. Внизу: ДН – нейрон-детектор новизны, ТИ – тормозный интернейрон
У позвоночных с каждым глазом связано целых шесть мышц, которые должны очень слаженно работать, вращая глаз, в том числе для того, чтобы реализовалось исследовательское поведение. Пять из шести глазодвигательных мышц управляются мотонейронами, расположенными в нижней части среднего мозга, и лишь шестая – мотонейронами моста. Кроме того, сигнал из четверохолмия уходит на область, которая называется вентральная покрышка, или просто покрышка среднего мозга (3). Это очень важная зона, здесь находятся нервные клетки, которые отвечают за положительные эмоции, возникающие во время восприятия новизны.
Увидеть, услышать, каким-то иным образом ощутить что-то новое – важно, интересно и позитивно для организма. Центр этого позитива – вентральная покрышка, и аксоны ее нейронов поднимаются в большие полушария – как в кору, так и в базальные ганглии.
Медиатором при этом является дофамин – главнейшая молекула, отвечающая за наши положительные эмоции.
Ориентировочный рефлекс – самый древний вариант любопытства. Если вы подойдете к аквариуму и постучите по стеклу, то у рыбок тоже глаза повернутся, и они посмотрят, в чем дело. Если кто-то из идущих сзади вас по улице шумно споткнется, вы обязательно повернетесь и посмотрите, что случилось. И сделаете это раньше, чем осознаете шум. Ориентировочный рефлекс запускается с уровня, который не очень подчиняется большим полушариям. С помощью осознанного контроля его порой непросто блокировать, сохраняя «невозмутимость» в ситуациях, когда вокруг происходит что-то интересное, важное, необычное.
Четверохолмие состоит их пары верхних и пары нижних холмиков. Верхние холмики – самый древний зрительный центр нашего мозга, сюда приходит информация от сетчатки, а нижние, соответственно, самый древний слуховой центр. Эти центры не анализируют детально зрительные и слуховые сигналы, а просто сравнивают то, что было совсем недавно, с тем, что сейчас воздействует на организм. Если фиксируется изменение, тогда и запускается ориентировочный рефлекс. Кроме зрительных и слуховых сигналов, сюда, в четверохолмие, приходят и другие сенсорные сигналы. Например, кожная чувствительность: если кто-то вас потрогает за плечо, вы повернете глаза и голову, пытаясь понять, что случилось. Или, например, когда появляется новый запах, человек начинает крутить головой, для того чтобы собрать больше информации.
Сбор новой информации – первейшая цель ориентировочного рефлекса.
Когда мы поворачиваем глаза и голову в сторону нового звука, мы приводим нашу зрительную и слуховую систему в оптимальное положение. Например, если в углу комнаты что-то зашуршало и зашевелилось, то надо на этот объект посмотреть, тогда сетчатка (а точнее, ее центральная зона) детально просканирует изображение. Уши при этом окажутся на равном расстоянии от зашуршавшего объекта, при котором оптимальным образом считывается звуковая информация, ее частотные характеристики, лучше всего определяется направление на объект. У многих млекопитающих с каждым ухом связано по нескольку мышц, и они очень хорошо двигают ушами, определяя область источника звука даже без поворота головы. Когда мы окликаем лошадь или собаку, хорошо видно, что их уши поворачиваются в сторону звука, то есть идет локация, к тому же каждым ухом отдельно. Лошадь может одним ухом вас слушать, а вторым – прислушиваться к звукам в другой части конюшни. У человека движение ушами сохранилось лишь в рудиментарной форме: пользы уже никакой, но выглядит забавно.
На нейронном уровне четверохолмие неплохо изучено. Еще в прошлом веке здесь были обнаружены нейроны, названные детекторами новизны. Такие нейроны отвечают за сравнение текущего сигнала с тем, который был «только что» – доли секунды назад (на схеме в нижней части рис. 3.1 обозначены ДН – детекторы новизны). Сенсорный сигнал передается на ДН по двум каналам – напрямую и через тормозный интернейрон (ТИ). Запуск ориентировочного рефлекса происходит при несовпадении этих информационных потоков.
Если сенсорный сигнал не меняется, то прямой вход на детекторы новизны и вход через тормозный интернейрон «обнуляют» друг друга: торможение компенсирует возбуждение. Однако если сигнал внезапно усилится, то в возбуждающем синапсе тут же начнет выделяться больше медиатора. А тормозный синапс немного отстанет, поскольку сигнал на ТИ, как видно на схеме, попадает через цепочку возбуждающих интернейронов, а каждый синапс – это задержка во времени на 5–10 и более миллисекунд. А тормозный синапс отреагирует позже, поскольку сигнал на ТИ, как видно на схеме, попадает через цепочку возбуждающих нервных клеток. Каждый синапс – задержка во времени на 5–10 и более миллисекунд, и тормозная «копия» немного запаздывает. В итоге при резком усилении сенсорного сигнала возбуждение на детекторе новизны превышает торможение. Превышает на короткое время, но его вполне достаточно для того, чтобы вызвать электрические импульсы на мембране ДН и запустить собственно ориентировочный рефлекс.
Мы рассмотрели самый простой вариант нейросети, реагирующий на новизну. Она работает только тогда, когда сигнал появляется или резко усиливается. В четверохолмии присутствуют и более сложные нейронные системы, реагирующие на уменьшение интенсивности сигнала, на движение источника сигнала в пространстве и др. Четверохолмие – блок нервной системы, который позволяет изучать любопытство на самом простом уровне (мозг рыб, амфибий), хотя этот уровень, конечно, свойственен и человеческому мозгу.
Еще раз подчеркнем значимость положительных эмоций. Конфеткой вы не всегда плачущего ребенка утешите, а новой игрушкой – почти наверняка. Наш мозг очень любопытен, в том числе и на уровне среднего мозга.
Теперь немного подробнее о движениях глаз. Наши глаза выполняют два основных типа движения – слежения и саккады (быстрые скачки). В их основе врожденные программы, на которые «накладывается» обучение в первые месяцы жизни. Это обучение реализует древняя часть мозжечка – червь, который уже упоминался в первой главе, в связи с автоматизацией вестибулярных рефлексов.
Анализ движений глаз позволяет в деталях отследить реализацию ориентировочного рефлекса и понять, как перемещается взор при рассматривании того или иного объекта. Эта информация помогает определить, какие части картинки более важны для человека, а какие – менее важны, в какой последовательности считывается визуальная информация, с какой скоростью и так далее В прошлом веке движения глаз записывались на кино- и видеопленку, а потом анализировались весьма сложным образом. Сейчас же существуют так называемые ай-трекеры – видеокамеры с адаптированными программами, которые сразу строят схему как слежений, так и саккад и анализируют их параметры.
Так, можно видеть, что при рассматривании профиля человека основное внимание уделяется носу, глазам, губам, то есть субъективно существенным элементам картинки. Если анализировать, как читается текст, можно получить следующее: взор прыгает в начало строки (крупная саккада), а далее не движется непрерывно от буквы к букве, а делает примерно шесть-семь небольших скачков (мини-саккад), за которые строка прочитывается целиком.
Все это очень интересно и важно для современных задач, связанных, например, с маркетингом, компьютерной техникой. Так, исследователь может объективно оценить, как клиент рассматривает страницу рекламного сайта. Насколько интересны и привлекают взор ключевые элементы изображения, такие как контактная информация и название фирмы. Просматриваются ли они? Насколько долго на них задерживается взгляд?
Можно организовать визуальное поле неудачно, и тогда важная информация не будет доходить до пользователя. А можно выстроить картинку так, чтобы взор обязательно оказывался в некоторых существенных точках. Можно исследовать возрастные, половые и социальные различия.
Оценка процесса рассматривания картинок – «окно» в бессознательное.
Показано, что женщины и мужчины по-разному рассматривают рекламу кроссовок, надетых на полуобнаженную девушку. Мужчины совсем не смотрят на кроссовки и не помнят название бренда (в маркетинге такое отвлечение от основного рекламируемого объекта называют «эффектом вампира»). А женщины все-таки смотрят на кроссовки. Они уделяют им почти такое же внимание, как и особенностям фигуры фотомодели.
При выборе одного товара из нескольких покупатель обычно берет тот продукт, на котором первым остановился его взор. Причем это происходит в течение первой же секунды рассматривания полок. Далее «сканирование» зрительного пространства может продолжаться, но анализ показывает, что в это время высшие центры коры всего лишь обосновывают тот выбор, который уже реализован на бессознательном уровне.
Подобные исследования является частью очень интересной современной науки, которая называется нейромаркетинг.
Поисковое поведение
Переходим к следующему блоку мозга, связанному с поисковым поведением и с перемещением в пространстве. Это прежде всего субталамус – структура, которая находится между таламусом и гипоталамусом, в задней части промежуточного мозга.
Вначале немного поговорим о таламусе и гипоталамусе. Оба они работают с новой информацией. Гипоталамус – главный центр эндокринной и вегетативной регуляции, отвечающий за множество биологических потребностей: голод, жажда, страх, агрессия, половая и родительская потребности.
Таламус – центр, фильтрующий сигналы и обеспечивающий кору больших полушарий актуальной информацией (по сути – центр внимания). Работая по заказу коры больших полушарий, таламус из огромного сенсорного потока выделяет, например, в первую очередь зрительные сигналы или вначале слуховые или тактильные. Это называется произвольным вниманием. Но таламус учитывает и сигналы четверохолмия. Четверохолмие, как уже упоминалось, детектирует новую информацию, но сигнал от детекторов новизны не только запускает ориентировочный рефлекс, а также идет в таламус. И таламус именно этой информации открывает проход в кору больших полушарий, которая отвлекается от текущей деятельности и детально анализирует новый сигнал.
С точки зрения некой текущей деятельности, которой человек занимается, например обдумывание нового проекта, решение математической задачи, такое отвлечение, конечно, не очень уместно. Еще И. П. Павлов указывал, что отвлечение мешает процессам обучения, и назвал его «внешнее торможение». Но, поскольку это действительно новая информация, сигнал о том, что кто-то идет мимо или сосед начал долбить стенку перфоратором, получает приоритет, и кора больших полушарий вынуждена заниматься анализом именно нового сигнала (непроизвольное внимание).
Гипоталамус – один из главных генераторов эмоций. Помимо уже перечисленных центров потребностей, в гипоталамусе находятся центры положительных и отрицательных эмоций. Часть положительных эмоций, которые генерируются при узнавании нового, имеют гипоталамическое происхождение.
Кроме того, гипоталамус как центр многих потребностей зачастую служит для субталамуса источником активации.
Субталамус – центр поискового поведения, он отвечает за запуск и ускорение локомоции (перемещения в пространстве).
Очень важно, что исследовательское поведение часто предшествует удовлетворению какой-то актуальной потребности. Захотелось есть – нужно встать и пойти искать еду. Стало тревожно – нужно встать и изменить место в пространстве. Захотелось размножаться – нужно поискать потенциального партнера, может быть, он совсем недалеко.
Совершить какое-то действие, например встать и пойти поискать, – это очень важный начальный компонент в процессе удовлетворения большинства потребностей. Получается, что центры многих потребностей сбрасывают активирующий сигнал на субталамус, и он в итоге запускает перемещение в пространстве. В ходе этого перемещения собирается новая информация. Узнавание чего-то нового – это сам по себе источник положительных эмоций, но из этой информации выбираются те сигналы, которые позволят удовлетворить неотложную потребность. Например, пищевую или потребность в безопасности. Эти сигналы направляют траекторию движения, и, таким образом, вероятность удовлетворения потребности растет.
Получается, что локомоция является начальной стадией на пути удовлетворения очень многих потребностей. При этом сама локомоция и те сигналы, которые собираются по ходу перемещения в пространстве, тоже являются источником положительных эмоций. Соответственно, для того чтобы перемещаться в пространстве, нужно сгибать ноги или лапы или махать крыльями.
С удовольствием перемещаются и ищут что-то новое все высшие позвоночные. Иногда это поиск информации в чистом виде. Запустите кошку в новую квартиру – она обойдет все помещение, обнюхает все углы, соберет полные сведения о новом пространстве на всякий случай. Напомним, что это программы саморазвития. Мало ли что может быть в этом новом месте: может быть, еда, а может, опасность. Даже если не будет ничего очевидно важного, все равно сбор новой информации – это позитив.
Для запуска локомоции субталамус передает сигналы к центрам передних и задних конечностей (рук и ног – у человека), которые находятся в шейных и поясничных сегментах спинного мозга. Кора больших полушарий без проблем управляет субталамусом (произвольный контроль локомоции). Также на него влияют центры различных потребностей, в том числе исследовательской, эмоции и даже стресс.
Поисковое поведение открывает программы удовлетворения многих потребностей. И наоборот, отсутствие поиска – это чаще всего нехорошо. Этот случай, кстати, можно описать русской пословицей «Под лежачий камень вода не течет». Для того чтобы какая-то из ваших потребностей удовлетворилась, нужно хотя бы встать и куда-то пойти. Хотя бы изменить свою локализацию в пространстве, а это невозможно без ритмичного сгибания и разгибания конечностей.
Субталамус оказывает на центры передних и задних конечностей спинного мозга общее тоническое воздействие. Пока млекопитающее или человек неподвижен, активность нейронов субталамуса мала: не более 10–20 импульсов в секунду. В тот момент, когда из субталамуса начинают поступать импульсы с частотой 30–40 Гц, включается шаг, представляющий собой сгибание и перенос вперед последовательно каждой из четырех конечностей.
Если понаблюдать, как это происходит у кошки или собаки, мы увидим, что все начинается, как правило, с одной из задних лап (например, с правой). Сначала эта лапа перемещается вперед, потом движется передняя конечность с той же стороны, затем задняя левая, передняя левая, и цикл замыкается, опять движется задняя правая. Данный цикл способен многократно повторяться. При этом нервное возбуждение движется «по восьмерке», и животное идет. Замкнутый контур «задняя правая → передняя правая → задняя левая → передняя левая» – врожденная локомоторная программа. Соответствующие связи с рождения существуют в спинном мозге, и сигнал только переходит с центра на центр. Из головного мозга поступает лишь общая активирующая команда. Эти древние программы работают у всех наземных позвоночных, начиная с амфибий (например, тритонов). Они существуют и у человека. Именно поэтому мы машем руками (причем с отставанием от перемещения ног), когда ходим.
Содружественные движения рук, от которых человеку нет никакой видимой пользы, являются, по сути, физиологическим рудиментом. Они достались нам от наших четвероногих предков и возникают, поскольку «по восьмерке» активируются центры спинного мозга. А если вы захотите не махать руками при ходьбе, придется тратить на это дополнительную нервную энергию. Получается, что проще махать руками, чем не махать. Вот так люди и ходят, демонстрируя, что когда-то их предки перемещались на четырех лапах.
Шаг – это самый медленный способ локомоции. Существуют другие, более быстрые варианты перемещения в пространстве. При дальнейшей активации субталамуса (до частоты разрядов 50–70 Гц) спинной мозг дает команду перейти на рысь, и организм начинает одновременно сгибать заднюю и диагональную переднюю лапы. За этим (при частоте разрядов 80–100 Гц) начинается еще более быстрый аллюр – галоп, при котором одновременно сгибаются две задние и две передние конечности, плюс мощно разгибается спина.
Люди из-за своей двуногости нормально галопировать не способны, поэтому даже наши олимпийские чемпионы в спринте бегают рысью. Хотя, когда маленькие дети учатся ползать и бегать на четвереньках, они пробуют все перечисленные аллюры, так как упомянутые замкнутые нейронные контуры врожденно существуют в нашем спинном мозге. Галопирование у человека – это бег в мешках. А еще имеется стиль плавания, который называется баттерфляй. Это, по сути, галоп в воде. Дельфины и киты тоже плавают галопом («прыжками»), изгибая тело сверху вниз. А рыбы так не могут, они плавают, изгибаясь в горизонтальной плоскости.
Немного поговорим о конкуренции потребностей. Итак, есть любопытство и положительные эмоции, которые возникают, когда мы узнаем что-то новое. Но при этом, поскольку одновременно работают центры других потребностей, любопытство зачастую может с ними вступать в конфликт. Оно конкурирует с ленью и, что часто встречается, с оборонительным поведением. Интересно, но страшно; страшно, но интересно.
Например, услышав невдалеке звуки драки, человек автоматически оценивает баланс между любопытством и потенциальной опасностью. «Точка равновесия» такого баланса индивидуальна для каждого конкретного мозга. Соотношение между тревожностью и стремлением к новизне – очень важная личностная характеристика. Психологами предложена модель «Большой пятерки», в которой структура личности рассматривается через призму экстраверсии, нейротизма, доброжелательности, добросовестности, а также открытости опыту. Первый и особенно последний факторы очевидно связаны с исследовательским поведением, любопытством; второй – с программами страха и тревоги.
Можно работать с соотношением исследовательских и оборонительных программ и в случае экспериментальных животных. Существуют специальные тесты, используемые физиологами для того, чтобы оценивать действенность лекарственных препаратов, уменьшающих тревожность (транквилизаторов). Один из таких тестов выглядит как платформа в виде знака плюс – крестообразный лабиринт, подвешенный на высоте около 1 м. Два противоположных рукава лабиринта прикрыты с боков стенками (в них относительно темно и комфортно); другие два рукава лишены боковых стенок и ярко освещены. Если посадить крысу в самый центр, то сначала она уходит в темный отсек: там более безопасно. Но, поскольку крысы любопытны почти так же, как и люди, животное довольно быстро начинает посещать открытые рукава. Им там интересно, но страшно. И, когда смелость кончается, крыса опять прячется в один из темных отсеков. Тест длится 10 минут, и по соотношению времени, которое животное провело в темных и светлых отсеках, определяется уровень тревожности крысы (чем он выше, тем меньше времени она проводит в светлых рукавах). Если крысе дать препарат, уменьшающий тревожность, – транквилизатор (или, иначе, анксиолитик), она может стать более «оптимистичной» и больше времени проводить на открытых рукавах. Все это исследователи оценивают, проводя статистический анализ не одного, а, как правило, нескольких десятков грызунов. И, опираясь на результаты такого анализа, могут рекомендовать ту или иную молекулу транквилизатора для дальнейших испытаний в клинике.
С использованием уменьшающих тревожность препаратов важно не переборщить, поскольку, если сделать существо абсолютно бесстрашным, ему будет нехорошо. Должен сохраняться разумный баланс исследовательского и оборонительного поведения. Хорошие транквилизаторы очень аккуратно уменьшают именно тревожность, а любопытство само по себе не активируют. Но баланс меняется, и мы видим, что животные действительно больше времени находятся на светлых рукавах.
У людей стремление собирать новую информацию, как и любая другая потребность, может быть выражено «в пределах нормы», а может проявляться слишком слабо. В этом случае мы говорим: «Какой нелюбопытный человек, вообще ничем его невозможно заинтересовать». А бывает, что желание новизны приобретает слишком активированную форму, тогда человек становится непоседливым: поработал на одной работе и бросил, когда стало скучно. Ищет другую и тоже бросает. Пожил в одном городе – стало скучно, переехал в другой. Такие люди могут в конце концов стать бродягами, так как им вообще не нужно ничего стабильного. Перемещение в пространстве для них – важнейший источник положительных эмоций. Вдобавок это перемещение сцеплено с тягой к свободе. В клинике это называется дромомания, то есть патологическое стремление к перемене мест.
- Им овладело беспокойство,
- Охота к перемене мест… –
писал А. С. Пушкин про Онегина. Значит, и у Евгения был приступ дромомании.
Если рассматривать с этой точки зрения русские народные сказки, то, конечно, классическим «непоседой» является Колобок, который и от бабушки ушел, и от дедушки ушел, и очень долго от всех уходил, пока все не кончилось печально. Кстати, Колобок тем не менее вызывает у нас симпатию своей непосредственностью, неуемным любопытством и стремлением убежать куда-то за горизонт…
Структуры мозга, обеспечивающие поисковое поведение
Гиппокамп и кратковременная память. Новую информацию, которая проникает в мозг во время поискового поведения, например во время обхода и исследования новой территории, оценивает прежде всего гиппокамп – очень важная структура, часть старой коры больших полушарий и главнейший центр кратковременной памяти.
Благодаря гиппокампу поисковое поведение подкрепляется положительными эмоциями, если приносит новую информацию.
Находится гиппокамп у человека в глубине височной доли (рис. 3.2, вверху).
У нас в височных долях правого и левого полушарий расположены два гиппокампа. Аксоны нейронов каждого из них собираются в специальную структуру, которая называется свод. Информация по своду, переключаясь в промежуточном мозге, в конце концов достигает новой коры больших полушарий. А поступает она в гиппокамп также из новой коры, переключаясь сначала в поясной извилине, а затем в зубчатой извилине.
Рис. 3.2. Структуры больших полушарий, участвующие в исследовательском поведении: гиппокамп, поясная извилина, nucleus accumbens. Схема снизу позволяет четче представить, что гиппокамп – это парная структура, расположенная в глубине височной доли
Гиппокамп является главнейшим центром кратковременной памяти. В нем находится довольно большое число нейронов, которые реагируют на эмоционально значимые и новые сигналы таким образом, что нейросети, использующие свод, записывают память об этих сигналах на несколько часов. Это можно еще назвать памятью текущего дня, которая начинает формироваться с утра, а ночью, во время сна, как правило, стирается. Тогда гиппокампальная информация либо пропадает совсем, либо перезаписывается в долговременную память.
Исходно гиппокамп в ходе эволюции возникает именно как структура, связанная с локомоцией и перемещением в пространстве. Изначальная его функция – это запомнить траекторию движения. Например, вышло животное из норки и пошло сначала прямо, потом немного направо, потом опять прямо, а потом немного налево. Именно это записывается в гиппокампе, для того чтобы в случае необходимости можно было быстро вернуться домой (и желательно – по кратчайшему пути).
Итак, гиппокамп возник именно для записи пространственной памяти. У лягушек и ящериц гиппокамп в основном этим и занимается. На уровне птиц и млекопитающих он начинает работать со зрительными и слуховыми сигналами.
Появляется гораздо больше сенсорных входов, но все равно важнейшей характеристикой событий и стимулов, которые записываются в гиппокампе по ходу дня, является, конечно, новизна. В нем в первую очередь сохраняется новая эмоционально значимая информация.
Гиппокамп в поперечном срезе похож на морского конька. Ippos в переводе с греческого языка означает «лошадь, конь». У нейроанатомов прошлых веков была очень причудливая фантазия, они иногда весьма неожиданно называли разные структуры. На рис. 3.2. внизу изображены два гиппокампа человека и их своды.
Что характерно для гиппокампа как структуры, связанной с новизной и кратковременной памятью? Во-первых, у него довольно небольшая информационная емкость. Что характерно и для компьютеров. Всем известно, что оперативная память в компьютере обычно гораздо меньше, чем постоянное запоминающее устройство. Гиппокамп – это наша оперативная память. Поэтому этой оперативной памяти может не хватить, например, на запоминание материала третьей или четвертой лекции за день. Первая лекция воспринимается со «свежей головой», на второй уже могут начаться проблемы. Эту особенность еще называют эффектом музея.
Представьте себе, что вы пришли в Эрмитаж или в Лувр, ходите по залам и любуетесь картинами, скульптурами, интерьером, и вначале все вам кажется прекрасным. Так длится час или два, на третий час вам становится хуже, и скоро картины Рубенса и Тициана начинают сливаться в однотипное мясистое пятно и хочется куда-нибудь уйти, например в буфет. Конечно, у всех разный мозг, и у некоторых такие замечательные гиппокампы, что эти любители прекрасного могут пять-шесть часов ходить по Лувру без проблем. Но такие люди попадаются редко, обычно пары часов в музее уже достаточно.
О работе гиппокампа и сновидениях. Сновидения, видимо, частично являются результатом ночной переработки информации гиппокампом.
Как уже упоминалось, информация в гиппокампе обычно хранится в ходе текущего дня, а ночью она либо переписывается, либо теряется. Похоже, как если бы человек набрал файл в программе Word, а потом забыл его сохранить и выключил компьютер. И этот файл пропал. Примерно так же с гиппокампом: для того чтобы информация записалось надолго, необходимо нажать кнопочку Save. Это означает, что из гиппокампа информация должна переписаться в долговременную память, а это другие зоны мозга, прежде всего нейросети новой коры. Сновидения, которые мы видим, очень часто являются следствием такой работы гиппокампа и перезаписи кратковременной памяти в долговременную. Чем интересней был день, тем больше сновидений ночью и дольше так называемая парадоксальная фаза сна.
Гиппокамп и нейронные «карты местности». Для организма новизна – это хорошо, так как осваиваются и изучаются новые территории, в мозге возникают их «отражения» («латентное обучение»). Но слишком много новизны – плохо, так как, если животное уходит очень далеко, растет риск заблудиться.
В 2014 году именно за работы с гиппокампом и связанными с ним структурами (прежде всего энторинальной корой), которые «строят карты», была вручена очередная Нобелевская премия по медицине и физиологии. Все Нобелевские премии имеют краткую формулировку, в данном случае она звучит так: «За открытие системы нервных клеток, которая позволяет ориентироваться в пространстве». Доказано, что гиппокамп содержит «нейроны места» и участвует в запоминании траектории движения, а энторинальная кора (зона недалеко от обонятельных центров) накладывает такую траекторию на систему координат, привязанную к глобальным ориентирам и сигналам от системы мышечной чувствительности (оценка длины пройденного пути). И когда два этих блока информации соединяются, мозг получает возможность сократить дорогу, причем не только «обратно», но и «туда». Это позволяет экономить силы, более эффективно уходить от опасности, преследовать добычу и так далее.
Впрочем, все, как всегда, несколько сложнее, и наряду с гиппокамп-зависимыми формами пространственного обучения выделяют гиппокамп-независимые (в том числе – наблюдаемые в клинике при двустороннем повреждении «морского конька»).
Манипуляция с предметами
Переходим к третьему варианту исследовательского поведения, основное содержание которого составляют манипуляции с предметами. Очевидно, что для того, чтобы это делать, нужна рука. В основе термина «манипуляция» лежат латинские слова – manus (рука) и pleo (наполняю).
Человек не просто проходит мимо предмета и осматривает его со всех сторон, а берет его в руки, начинает вертеть, раскручивать, разламывать. Это очень важное умение человека и человеческого мозга. Такое же свойство есть у обезьяньего мозга и еще у енотов-полоскунов, потому что еноты много взаимодействуют с предметами и у них очень ловкие кисть и пальцы.
Манипуляция – эволюционно новый вариант исследования мира. Информация получается путем взаимодействия с предметами, за счет воздействий на объекты окружающего мира. При этом осуществляется визуальный и осязательный контроль, обработка в зрительной и тактильных зонах новой коры, сравнение реальных и ожидаемых результатов деятельности.
Стремление ребенка все раскрутить и разломать – очень важная врожденная программа. Вы, конечно, можете ругать его, за то что он ломает игрушки, но, пожалуйста, не нужно перегибать палку, потому что, если слишком сильно ребенка ругать, можно отбить у него охоту вообще к исследовательскому поведению.
Надо понимать: если ребенок что-то ломает, это не столько его злой умысел, сколько проявление активности важнейшей врожденной программы сбора новой информации. Нужно снисходительно и с пониманием относиться к таким формам поведения.
Для того чтобы рука совершала какие-то движения, требуется участие лобной доли коры больших полушарий. Манипуляции с незнакомыми предметами – это еще один тип произвольных движений – новых движений в новых условиях. Лобная доля управляет ими, используя сенсорный (зрительный и тактильный) контроль.
1. Выделяются следующие этапы любого произвольного движения (см. рис. 7.3. в главе 7).
2. Выбор общей программы (цели) движения: ассоциативная лобная кора.
3. «Разбиение» программы на совокупность входящих в ее состав движений: премоторная кора (поле 6 по классификации К. Бродмана[[10] ]).
«Разбиение» движений на сокращения отдельных мышц и запуск этих сокращений: моторная кора (поле 4).
Поле 4 соседствует с центральной бороздой и идет сверху вниз по заднему краю лобной доли; поле 6 находится непосредственно перед полем 4. Вместе они составляют двигательную кору, о которой говорилось в главе 1.
Сигнал о запуске произвольного движения распространяется по лобной доле спереди назад и проходит три стадии. Простейший вариант манипуляции: вы хотите, например, взять какой-то предмет и поднести его к глазам, чтобы лучше рассмотреть. Этапы реализации подобной двигательной программы будут таковы:
● Сначала должна активироваться сама программа. Возникает потребность взять предмет, происходит глобальная постановка задачи – этим занимается ассоциативная лобная кора, самая передняя часть лобной доли.
● Программа должна превратиться в цепочку движений. Чтобы взять предмет, надо сначала разогнуть руку, разжать пальцы, потом сжать пальцы и согнуть руку – этим занимается премоторная кора, которая превращает программу в комплекс движений (часть из них реализуется последовательно, часть – параллельно).
● Моторная кора превращает каждое из движений в набор мышечных сокращений разной силы и скорости. Для того чтобы разогнуть руку, нужно одновременно задействовать плечевой, локтевой и лучезапястный суставы, около десятка мышц и тысячи мотонейронов. Эти мотонейроны и управляемые ими мышечные волокна должны работать синхронно, скоординировано.
Когда ребенок начинает учиться двигаться, в том числе шевелить руками, кистью, пальцами (в первые месяцы жизни), для него даже простейшие движения очень сложны. Ему нелегко полностью разогнуть все суставы, дотянуться до чего-либо. Например, для малыша попасть по погремушке – это небольшой мозговой подвиг, потому что очень большое количество нервных клеток должно сработать в правильном порядке. Вдобавок это движение происходит с учетом тактильных сигналов и сигналов от системы мышечной чувствительности (растяжение мышц, сухожилий, углы поворота суставов).
В итоге тонкое движение («мелкая моторика») оказывается сложной задачей, которую успешно способен решать только весьма высокоразвитый мозг. Но даже после того как удалось дотянуться до объекта, все, можно сказать, только началось.
Контроль успешности выполнения выбранной программы действий в большой степени осуществляет поясная извилина – важнейшая область лимбической доли коры больших полушарий.
Реализовав движение, мы собираем информацию о его результатах, и далее поясная извилина начинает оценивать эти результаты.
Поясная извилина (см. рис. 3.2) находится на внутренней поверхности больших полушарий над мозолистым телом. В поясной извилине, судя по всему, происходят основные процессы сравнения ожидаемого итога текущего поведения с полученным в реальности результатом.
Например, мы пытаемся взять предмет, а он оказывается заметно тяжелее, чем предполагалось. Эту новую информацию оценивает прежде всего поясная извилина. Она реагирует на то, что произошло нечто необычное. Дальше именно она способна влиять на покрышку среднего мозга, которая подкрепляет исследовательское поведение, создает позитивный эмоциональный фон, для того чтобы продолжать исследовать предмет.
Поясная извилина в существенной степени обеспечивает сравнение реальных (информация от сенсорных систем) и ожидаемых (память о предыдущих успешных реализациях программы) результатов поведения. В очень упрощенном виде алгоритм ее работы можно описать следующим образом:
1. Уровень совпадения достаточно высок; в этом случае ассоциативная лобная кора получает рекомендацию продолжать программу; параллельно сигнал поступает в центры положительных эмоций (это не только средний мозг, но и nucleus accumbens; см. чуть ниже); например, если, несмотря на слишком большой вес, предмет удалось схватить, он стал ближе к нам, и скоро мы рассмотрим его во всех деталях;
2. Уровень совпадения низок; в этом случае сигнал от поясной извилины поступает в центры отрицательных эмоций (островковая доля и др.); одновременно ассоциативная лобная кора получает рекомендацию по коррекции программы; например, заинтересовавший нас предмет настолько тяжел, что одной рукой его не достать и нужно задействовать вторую руку; если и это не поможет, то негативные эмоции усилятся, и ассоциативная лобная кора может вообще отказаться от выполнения программы.
Отрицательные эмоции могут возникнуть и тогда, когда с таким трудом добытый артефакт не оправдывает ожиданий: кроме большого веса у него не обнаруживается ничего нового, необычного.
Знак и конкретные параметры эмоций, в генерации которых участвует поясная извилина, очень сильно зависят от темперамента человека: холерик, сангвиник, меланхолик, флегматик будут реагировать на описанную выше ситуацию совершенно по-разному. Например, у холерика, которому не удалось сразу взять предмет, легко может проявиться агрессия: «Дурацкая штука!» Меланхолик расскажет о приступе отрицательных эмоций и мыслях вроде: «Опять у меня ничего не получается». Сангвиник больше всех обрадуется случившемуся: «Как интересно, необычно!»
Все мы разные, и эмоциональные реакции людей чрезвычайно индивидуальны. Но в любом случае поясная извилина обратится к ассоциативной лобной коре и спросит: «Шеф, сразу не получилось, что делать?» Ведь именно ассоциативная лобная кора должна решить, что делать – тянуть сильнее, использовать вторую руку, зайти с другой стороны или просто бросить это дело и сказать: «Да не очень-то и хотелось».
Почему нас радует новая информация
Разберемся, почему нам нравится узнавать новую информацию? Какие мозговые процессы за этим стоят? Ключевое вещество, с которым связана генерация положительных эмоций во время узнавания чего-то нового, – это дофамин, который уже упоминался по поводу депрессивных состояний.
В случае исследовательского поведения дофамин играет очень важную роль. Этот медиатор выделяется нейронами вентральной покрышки среднего мозга. Окончания аксонов этих нейронов идут в кору больших полушарий, прежде всего в лобную, а также в базальные ганглии.
В базальных ганглиях дофамин выделяется как в двигательных центрах, которые тесно связаны с субталамусом, так и в особых зонах, которые отвечают за результирующую генерацию положительных эмоций. Ключевой зоной среди них является так называемое прилежащее ядро прозрачной перегородки, или, по-латыни, nucleus accumbens (см. рис. 3.2).
N. accumbens – в настоящее время самая известная и самая исследуемая структура в области нейрофизиологии эмоций и положительного подкрепления.
Под термином «положительное подкрепление» подразумеваются биологически (врожденно) полезные факторы, контакта с которыми мы стараемся достичь по ходу реализации поведения (например, вкусная еда и новая информация). Существует и понятие «отрицательное подкрепление», обозначающее биологически вредные стимулы, контакта с которыми мы стремимся избегать (например, боль или отвратительный запах). Позитивные эмоции, таким образом, мы испытываем, когда достигаем положительного подкрепления или избегаем отрицательного подкрепления, негативные же эмоции – в прямо противоположных ситуациях (например, когда в результате поведения не удалось поесть или не получилось избежать неприятностей).
N. accumbens активируется, когда человек ест, узнает новое, находится рядом с любимым существом, когда он смеется, мечтает, получает неожиданную прибавку к зарплате. Это относительно небольшая зона (см. рис. 3.2), расположенная довольно близко к лобным долям. N. accumbens генерирует положительные эмоции по самым разным поводам (в том числе – при очевидном приближении положительного подкрепления) под влиянием дофамина вентральной покрышки. Дальше сигнал от прилежащего ядра через бледный шар и передний таламус уходит в кору больших полушарий.
Вспомним о главнейшем назначении положительных эмоций. Конечно, они приятны и сами по себе.
Но с точки зрения целостной работы мозга и глобальной логики поведения положительные эмоции нужны для того, чтобы на их фоне кора больших полушарий училась и формировала полезные навыки.
На фоне положительных эмоций мы учимся быть любопытными. Потому что новая информация очень важна, организм, который не получил ее в достаточном количестве, рискует проиграть в борьбе за существование: он будет хуже находить пищу, реже размножаться, с трудом избегать опасностей. Поэтому сбор новой информации – важнейшая программа!
Дофамин воздействует на обучающиеся нейросети коры больших полушарий двумя путями.
Первый из них более древний, прямой. Дофаминовые нейроны (прежде всего вентральной покрышки среднего мозга) сами формируют синапсы на обучающихся клетках коры больших полушарий.
Второй путь эволюционно более новый и использует базальные ганглии. Сначала вся информация об успешном поведении сбрасывается на n. accumbens, а потом уже прилежащее ядро через бледный шар и таламус посылает дополнительный активирующий (и обучающий) сигнал в кору. В рамках этой подсистемы вентральная покрышка (и ее дофамин) активируют n. accumbens.
Реальный мозг, конечно, существенно сложнее, и кроме дофамина в нем есть еще немало медиаторов, выполняющих «подкрепляющую» функцию. Однако в любом случае дофамин, вентральная покрышка, n. accumbens работают тогда, когда мы радуемся, в том числе когда радуемся новизне, и это способствует нашему обучению, запоминанию успешных поведенческих программ.
Чем эффективнее работает эта система, тем более радостно мы существуем и тем жизнь наша эмоционально более позитивна и ярка. А это чрезвычайно важно, поскольку нервная деятельность человека – постоянный баланс центров положительных и отрицательных эмоций, постоянная их конкуренция.
Если вы не будете получать достаточное количество положительных эмоций, то «негативные» центры начнут побеждать, и тогда до депрессии совсем недалеко.
В лучшем случае вы почувствуете скуку. Чтобы не было скучно, центрам, связанным с исследованием, нужно поставлять новую информацию, необычные впечатления, сведения о мире и других людях.
Очень важно, как у человека врожденно установлена дофаминовая система. Если дофаминовая система работает слабо, тогда возможны депрессивные изменения. Если же она слишком активна, у человека могут возникать гипоманиакальные, шизофренические состояния, когда он избыточно любопытен и его внимание все время перескакивает с одного объекта на другой. В результате такой индивид не способен как следует что-то изучить и потому плохо приспособлен к жизни и потребностям общества.
Когда требуется снизить активность дофаминовой системы, чтобы убрать гипоманиакальные и шизофренические проявления, логично использовать вещества, мешающие работать дофамину. Это важнейшая группа психотропных препаратов, именуемая нейролептиками.
Лекарства-нейролептики являются антагонистами рецепторов дофамина, мешают дофамину проявлять свою активность в ходе синаптической передачи. Нейролептиками эффективно купируются даже самые тяжелые мании и шизофрения, но при этом могут страдать эмоции и даже мышление. В случаях тяжелых психопатологий выбирать не приходится, потому что, если не использовать вовремя нейролептики, пациент становится опасен как для себя, так и для окружающих.
Если же дофаминовая система плохо работает, то можно использовать антидепрессанты, часть из которых усиливает работу дофаминовых синапсов. Известен и запрещенный, «темный» путь – использование агонистов дофамина, то есть веществ, похожих на дофамин. Их относят к категории психомоторных стимуляторов.
В небольших количествах психомоторные стимуляторы иногда используются в клинике как антидепрессанты, но средние и большие их количества вызывают наркотические эффекты. Наряду с ростом любопытства, активности в отношении окружающего мира эти вещества вызывают еще и прилив «незаслуженных» положительных эмоций, эйфорию.
Амфетамины – одна из давно известных групп психомоторных стимуляторов, которая прошла в течение ХХ века долгую историю. Они были и средством для похудания, и спортивными допингами, а сейчас являются запрещенными наркотиками.
Важно запомнить: получение новой информации связано с дофаминовым подкреплением, которое подталкивает мозг к поиску новизны и создает основу для обучения (происходит появление новых поведенческих реакций, сенсорно-эмоциональных ассоциаций и т. п.). Смысл происходящего – в успешной адаптации организма к сменяющемуся окружающему миру.
Развитие речи у человека
Итак, дофамин подталкивает нас к новизне. Конечная задача этого процесса – сформировать такую картину внешнего мира, которая позволила бы выстроить адекватное поведение. В случае мозга человека важнейшим компонентом этой картины мира является формирование речи, мышления, развитие речевых центров, построение вербальных ассоциаций.
В нашей нервной системе узнавание новых слов, образование ассоциаций между словами идет с помощью тех же механизмов, что и работа с новой информацией. На дофаминовом подкрепляющем фоне нервные клетки в коре больших полушарий становятся речевыми нейронами, запоминающими те или иные слова.
Посмотрите на рис. 3.3 вверху. Нервные клетки, запоминающие речевую информацию, расположены в области, которая называется «ассоциативная теменная кора». Когда маленький ребенок выучивает слова, основные процессы обучения происходят именно здесь.
Рассмотрим, как идет это обучение.
Рис. 3.3. Вверху: формирование речевой ассоциации в теменной коре ребенка. 1 – зрительный образ; 2 – слуховой образ; 3 – речевой нейрон. В середине: процедуры слухового (4), зрительного (5) и речевого (6) обобщения.
Внизу: формирование речевой («информационной») модели внешнего мира, которая служит основой нашего мышления, прогнозирования успешности будущей деятельности, а также речедвигательной активности (сигнал передается в зону Брока[[11] ]).
В ходе работы этой модели генерируются положительные эмоции, обусловленные речевой (вербальной) новизной и творческими процессами
По сути, большинство слов – это зрительно-слуховые ассоциации.
Например, я вижу стол и я говорю слово «стол». В ассоциативной теменной коре есть нервные клетки, которые собирают «на себя» эти одновременно возникшие звуковой и зрительный сигналы. Возникает нейросеть, которая отвечает за узнавание стола на визуальном уровне и слуховую детекцию соответствующего слова. Если вы ощупаете стол, то к этому добавятся сигналы от тактильных рецепторов, распознающих фактуру поверхности, количество и длину ножек, форму столешницы.
Когда мы учим маленького ребенка словам, мы показываем ему игрушку, например плюшевого зайчика (активируется зрительный нейрон 1), и говорим слово «зайчик» (активируется слуховой нейрон 2). При этом клетка ассоциативной теменной коры (нейрон 3) устанавливает соответствующую ассоциацию, а положительным эмоциональным фоном, необходимым для обучения, является любопытство. Дофамин выделяется покрышкой среднего мозга и на фоне его подкрепляющего действия происходит запоминание параметров слов. Процесс вербального обучения длится всю жизнь, в нем выделяют значительное число фаз.
Одна из начальных фаз, после первичного запоминания, – стадия зрительного и слухового обобщения. Разберемся, как это происходит. Например, сегодня вы ребенку показали белого плюшевого зайчика, завтра – красного пластмассового, а послезавтра – картинку зайца в книге. И все это зайчики. Однако детский мозг очень гибок. Во всех упомянутых зайчиках его зрительные центры ищут некий общий признак, который позволит обобщить визуальную информацию. Как вы думаете, что у разных зайчиков будет общим? Уши, конечно! Получается, что, если мы видим у зверюшки два длинных уха, мы относим ее к зайчикам. Иногда достаточно двумя пальцами, как ушами, пошевелить, и становится понятно: подразумевается зайчик. Всем этим занимается так называемая третичная зрительная кора, которая находится недалеко от ассоциативной теменной коры.
Примерно то же самое происходит в слуховой коре. Ведь ребенок должен научиться узнавать слово «зайчик», неважно, сказано оно мамой или папой, громко или тихо, быстро или медленно, осипшим голосом или звонким. Это очень непростые обобщающие процедуры, которые требуют быстрых и сложных вычислений. В височной коре область слухового обобщения (5) носит название по фамилии первооткрывателя – немецкого невропатолога Карла Вернике[[12] ] – зона Вернике.
Если представить теперь интеллектуальные возможности собаки, то можно сказать, что ее мозг в принципе описанные выше процедуры может реализовать. Собаки способны некоторое количество объектов узнавать обобщенно на слух и визуально. Это, например, мячик, тапочки, кошка. Многие собаки очень хорошо знают слово «кошка». Но количество таких слов невелико – буквально несколько десятков.
Если обратиться к экспериментам с нашими ближайшими родственниками – гориллами и шимпанзе, то окажется, что счет узнаваемых слов у них идет уже на сотни. Конечно, для таких работ нужны ученые-энтузиасты, которые годами учат какого-нибудь обезьяньего детеныша языку жестов, языку символов и иероглифов. Человекообразных обезьян не учат артикулировать слова, потому что их голосовые связки не приспособлены к человеческой речи. Максимум, что они могут воспроизвести, это короткие фонемы со звуком «а». То есть «ма», «па», «да», «кап». Человеческий детеныш, когда начинает говорить, тоже начинает с «ма», или «па», или «да».
Человекообразные обезьяны способны выучивать несколько сот слов (до 500–700) и не просто понимают их, но последовательностью жестов могут показать, например: «Я хочу пить, дай мне сока, апельсинового». Им доступен примерно такой же уровень языка, как у двухлетнего человеческого малыша.
Для нас словарный запас в 500 слов – самое начало развития речи. В три года у маленького человека словарный запас в среднем 2000 слов, а потом будет 5000, 7000, 10 000, и чем больше вы узнаёте, тем больше слов в вашей речевой системе. Во взрослом состоянии словарный запас дополняется в основном терминами, относящимися к разным областям знаний. При этом опять-таки выделяется дофамин, включаются покрышка среднего мозга и n. accumbens и информация записывается нейросетями коры больших полушарий.
Первое отличие человеческого мозга от мозга животных – его называют количественным отличием – касается именно числа связанных с речью нейросетей.
Его можно принять условно равным числу слов в словарном запасе; в нашей ассоциативной теменной коре такие нейросети формируются многими тысячами, и еще никто не обнаружил какого-либо ограничения.
Принципиальное качественное отличие мозга человека и животных – это способность Homo sapiens к многоуровневому речевому обобщению.
Французский психолог Жан Пиаже отмечал, что стадии развития ребенка можно привести в соответствие с уровнями речевого обобщения. Примеры таких последовательных уровней:
1. Слова «зайчик», «кукла», «мяч», «кубики» можно обобщить понятием «игрушки».
2. Слова «игрушки», «мебель», «одежда» можно обобщить понятием «предметы».
3. Слова «предметы», «дома», «деревья» можно обобщить понятием «окружающий мир».
4. И так далее, причем мы очень быстро добираемся до ключевых философских, математических, физических понятий, таких как «материя», «дух», «Вселенная», «множество» и т. п.
Помимо простого накопления речевых центров (нейросетей), наш мозг формирует связи между этими центрами, и с помощью понятий более высокого уровня способен обобщать другие слова (нейрон 6 на рис 3.3). Анатомически все это происходит в рамках ассоциативной теменной коры (или, как писал И. П. Павлов, второй сигнальной системы), базируясь на потребности в новой информации и чрезвычайно специфическом для человека компоненте любопытства, связанном с восприятием, анализом, употреблением новых слов.
Построение речевой модели внешнего мира
В человеческом мозге уже к трем годам, когда словарный запас достигает примерно 2000 слов, формируется довольно адекватное речевое («информационное») отражение внешнего мира. В этом возрасте у маленького ребенка все основные объекты, действия, признаки предметов окружающего мира уже «записаны» в ассоциативной теменной коре. И не просто записаны, а соединены друг с другом в единую сеть. Связи при этом устанавливаются как за счет только что охарактеризованной процедуры речевого обобщения, так и за счет простого формирования ассоциаций по принципу одновременности. Так, между одномоментно активируемыми речевыми центрами, например: «зайчик» серенький, прыгает, а также ест морковку; «морковка» оранжевая, вкусная, растет у бабушки на огороде; «бабушка» старенькая, живет в деревне, у нее есть кот и корова, – образуются связи.
Речевое отражение, или, как еще говорят, речевая модель внешнего мира – основа процессов прогнозирования успешности возможной деятельности.
По Стивену Хокингу[[13] ], речевое отражение – «моделезависимый реализм» (рис. 3.3, внизу).
Когда мы вводим в речевую модель мира новую информацию, создаем новые ассоциации, проводим дополнительные обобщения (через поясную извилину и покрышку среднего мозга), мы ощущаем положительные эмоции, в том числе связанные с мечтами, творчеством, юмором.
Понятие «модель» в данном контексте означает упрощенное отображение сложного объекта, процесса, явления. Речевая модель мира – это слепок, отпечаток, который окружающая среда накладывает на наш мозг. Мы мыслим, по сути «подталкивая» нервное возбуждение двигаться по этой модели. Вспомнили что-то приятное, и – раз! – появилась положительная эмоция! Провели новое речевое обобщение или установили новые ассоциации – и вновь позитив. Все это происходит на фоне выделения дофамина.
Творческие удачи и озарения, та радость, которая возникает, когда мы решили математическую задачу или подобрали удачную рифму, – это тоже «дофаминовые» эмоции. Они могут появляться без какой-либо непосредственной связи с текущими событиями во внешнем мире. То есть наш мозг способен работать с речевой моделью мира, а также с более частными моделями – моделью собственного «я», моделями личностей других людей – как с особыми информационными сущностями и извлекать («майнить») при этом положительные эмоции.
Это уникальное и замечательное свойство нервной системы Homo sapiens, которое позволяет отдельным представителям нашего биологического вида быть счастливыми даже в самых тяжелых условиях физического бытия – в тюремном заключении, при совершении религиозного подвижничества и др., не говоря уже о радости творчества в существенно более комфортной среде научных лабораторий, художественных мастерских, писательских кабинетов.
Понятие «речевая модель мира» явно несколько ýже, чем «информационная модель мира». Последняя включает в себя еще и образное мышление, которое, очевидно, в процессе филогенеза возникло раньше вербального и признаки которого мы можем наблюдать у многих высших позвоночных. В ходе эволюции подобные модели формировались, видимо, прежде всего для того, чтобы прогнозировать успех предстоящего поведения. При этом сенсорные системы вводят в модель некие исходные данные, и далее такая «информационная сущность» дает оценку вероятности успеха той или иной деятельности. Получается, что с помощью подобной «нейротехнологии» организмы могут заглянуть в будущее, оценить, стоит ли тратить силы на достижение той или иной цели, каков риск получения отрицательного подкрепления и т. п.
Когда собака смотрит, не отрываясь, на жареную курицу, лежащую на столе, истекает слюной, но все-таки курицу не трогает – у нее явно работает простая, но серьезная модель мира, возникшая в результате воспитания и блокирующая импульсивное пожирание пищи (И. П. Павлов связывал подобный контроль поведения с тем, что он называл «условный тормоз»).
Чем адекватнее миру речевая модель, тем лучше человек прогнозирует результаты поведения и тем более весомых успехов, а точнее, уровня личного счастья достигает в своей жизни. Необязательно, чтобы в модели было много центров. Важно, чтобы эти центры были правильно связаны. Существует значимая разница между понятиями: «информированный» и «мудрый». Модель «информированного» индивида содержит множество слов, но связи между ними, а также между ними и реальными стимулами не очень качественные. А «мудрый», например мудрый старец из какой-нибудь глухой деревни или монастыря, – у него центров не так много, но они настолько замечательно сконфигурированы и обобщены, что в этих связях раскрывается сама суть жизни. И для того, чтобы такие правильные связи сформировать, нужно, как правило, прожить долгие десятилетия и многое испытать (институт «мудрых бабушек» у человека и некоторых высших млекопитающих мы будем разбирать в главе 5).
Ярчайшим примером работы дофаминовой системы и связанной с ней генерации положительных эмоций можно считать историю про открытие Архимедом своего замечательного закона о телах, погруженных в воду. Когда Архимед бежал по улице и кричал: «Эврика!» – в его мозгах, конечно, бурлил дофамин. Озарение, как все знают, случилось с ним в тот момент, когда он опустился в ванну и часть воды вылилась, – тут-то Архимеда и озарило, а в его мозге «замкнулись» новые, никем до того не сформированные связи между речевыми центрами.
Образ Архимеда в нашей культуре очень крепко связан с радостью открытий и новизны. И создатели реклам, конечно, не могли пройти мимо этого образа. Например, существует реклама жевательной резинки, где используется образ Архимеда и предполагается, что именно эта самая резинка помогает жующему ее человеку генерировать гениальные идеи.
Во всех сферах искусства также очень важно быть новым. Эта новизна достигается порой самыми странными способами. Так, многие современные художники стараются изобрести какой-то особенный изобразительный метод. Например, обстрелять холст красками из ружья или измазать в красках улиток и пустить их ползать на лист бумаги… Они надеются, что весь мир скажет: «Никто раньше до этого не додумался!» Мечта каждого художника – найти что-то новое, уникальное, такое, что все удивятся и восхитятся.
Природа юмора и эффект новизны
Юмор – еще один пример того, как функционирует наша вторая сигнальная система. Юмор основан на новизне, получаемой в ходе работы со словами. Когда появляется новая ассоциация, неожиданный поворот в уже известном словосочетании или сюжете, тогда появляются позитивные эмоции.
Собственно, так устроены все анекдоты. Когда нам начинают что-то рассказывать, наш мозг быстренько забегает вперед и прогнозирует банальный конец. Но в этот момент рассказчик выдает «соль» истории, неожиданное ее завершение – и мы ощущаем всплеск позитива, связанный с новизной.
У знаменитого изобретателя Томаса Эдисона был дом, вокруг дома забор, и к дому вела калитка в заборе. Друзья, посещавшие Эдисона, жаловались: «Томас, ты технический гений, а калитка у тебя чудовищно тугая и неудобная, открывается с огромным трудом, исправь!» На что Эдисон отвечал: «У меня прекрасная калитка: всякий, кто приходит ко мне в гости, накачивает из колодца ведро воды!»
Самые короткие анекдоты совмещают два абсолютно «чужих» слова («оксюморон», как говорят филологи): Буратино утонул, колобок повесился…
Нас привлекают необычные рифмы или игра слов в произведениях поэтов. Например, в знаменитом стихотворении Владимира Маяковского:
- Лет до ста расти
- Нам без старости…
Нас удивляют фольклорные палиндромы вроде: «Леша на полке клопа нашел» или «Нажал кабан на баклажан», не говоря уже о самом известном: «А роза упала на лапу Азора» Афанасия Фета.
Бесспорно, исследовательская деятельность для человека очень важна. Мы получаем массу положительных эмоций от узнавания нового. Начиная с новой погремушки и кончая решением математических или шахматных задач, творчеством в самом широком смысле слова. Во всех этих случаях имеется дофаминовое подкрепление. Прекрасно, когда эта система остается активной в нашем мозге в течение всей жизни. Потому что здесь есть проблемы и, к сожалению, наша собственная природа «расставляет ловушки» именно на новизну.
Важно осознавать проблемы, «зашитые» в базовой физиологии нервной системы: падение степени новизны при повторах и стереотипизация поведения.
В обоих случаях происходит снижение уровня положительных эмоций, повышается вероятность депрессивных состояний, наступает эмоциональное и профессиональное выгорание.
Первая из этих ловушек связана с тем, что, пробуя что-то в жизни, мы снижаем уровень новизны. Скажем, вы первый раз приехали в Париж. Какая эйфория, как все прекрасно! Вы наконец-то видите Эйфелеву башню, гуляете по Елисейским полям. А если вы в 20-й раз приехали в Париж? Ощущения новизны и сопутствующая им радость в этом случае отсутствуют либо крайне слабы.
Известен, кстати, «синдром турагентов» – это люди, которых по долгу службы посылают в командировки в известные туристические места, для того чтобы они оценили отели и питание где-нибудь на Мальдивах или на Бали. Такие туристические менеджеры уже через несколько лет работы совсем не радуются подобным поездкам и часто просят: «А можно я никуда не поеду в этом месяце?»
Вывод. Надо стараться строить жизнь так, чтобы новизна не сразу исчерпывалась. Не торопиться жить, иначе существует опасность уподобиться уже упоминавшемуся выше Евгению Онегину. Помните, что случилось с ним?
- Нет: рано чувства в нем остыли;
- Ему наскучил света шум;
- Красавицы недолго были
- Предмет его привычных дум;
- Измены утомить успели;
- Друзья и дружба надоели…
Если выражаться языком физиологии, то Евгений настолько активно жил первые 20–25 лет своего существования, что потом у него возникло депрессивное состояние и социофобия, которые дальше вылились в массу проблем.
Поэтому, пожалуйста, не торопитесь узнавать жизнь со всех ее сторон, может быть, что-то стоит оставить на потом? Следовать этой рекомендации, находясь в бурном потоке событий современного мира, крайне непросто, но хотя бы осознавать проблему важно. Какой смысл жить 100 лет, если уже после 30, 50 или 70 лет все скучно и изведано? В какой-то момент начинаешь не стремиться к новому, а пытаешься сохранить уже достигнутое, что весьма грустно… Но об этом – в следующей главе.
Вторая «ловушка», которая тоже связана с исследовательским поведением, состоит в том, что поиску новизны противостоит стереотипизация. Человек, попадая в условия, где есть выбор между новым поведением и привычным, часто выбирает привычное, выбирает безопасность, надежность и экономию энергии. А ведь иногда очень важно попробовать новый путь!
Вывод: необходимо следить на осознанном уровне за деятельностью ассоциативной лобной коры, которая выбирает программы поведения. Чтобы сказать ей в какой-то момент: «Что же ты опять по привычной дорожке пошла? Пора уже попробовать новый вариант поведения и решения проблемы! Ведь он может оказаться не только очень успешным, но и привести нас в еще неизведанные сферы, где мы узнаем массу интересного и получим море позитива!»
Эффекты падения новизны и стереотипизации поведения практически фатально нарастают в нашем мозге с возрастом. Они иногда приводят к тому, что человек теряет радость в таких сферах, как профессиональная деятельность, общение в кругу семьи, теряет удовольствие от жизни вообще. Один из тяжелых вариантов – ситуация, которую называют профессиональным выгоранием, когда работа, которой большинство из нас посвящает столь много времени, перестает радовать. В ней исчезла новизна, вы бредете все по той же ежедневной и надоевшей колее, и вот – здравствуйте, отрицательные эмоции! Проблемы, связанные с профессией, вышли на первый план, а радости куда-то подевались. А ведь когда-то вы так хотели быть врачом, педагогом, юристом… Ситуация эмоционального и профессионального выгорания – серьезная проблема.
Потому чрезвычайно значимо не бояться менять свою жизнь, постоянно вводить в нее какие-то новые элементы. Творчество, хобби, игры, путешествия – все это очень важные компоненты нашего существования. Путешествия и туризм являются простым, эффективным и массовым способом увеличения новизны. Так же как и активный спорт, занятия танцами. Новизну приносит расширение круга общения, например волонтерское участие в экологических и социальных проектах. Кстати, альтруизм во всех его проявлениях приносит массу новых впечатлений (подробнее об этом в главе 7). Активный поиск того, что может заинтересовать, – это «золотая жила» положительных эмоций. Любопытство и любознательность однозначно приветствуются нашим мозгом!
Профессия, если вы ее еще только выбираете, обязательно должна включать элементы постоянно возникающей новизны, причем желательно, чтобы эта новизна была устремлена куда-то в бесконечность. Тогда она не приедается и ходить на работу не скучно. Для людей науки этот тезис очень понятен. Мы изучаем такие объекты, которые практически безграничны в своем разнообразии. Например, всю жизнь исследуя мозг, не устаешь ему удивляться, потому что предела его познанию пока не видно, серьезное изучение еще только начинается.
Глава 4. Мозг и страх
Как страх и боль заботятся о нашей безопасности
Продолжая разговор о биологических потребностях, важно коснуться сферы безопасности. Ситуации, которые нас пугают и повышают тревожность, конечно, очень значимы, так как иногда речь идет о сохранении здоровья, чувства собственного достоинства и даже самой жизни.
Если описывать страх как эмоцию, как внутреннее состояние, то можно сказать, что это некая сигнализация, которая предупреждает о наступлении чего-то плохого, о присутствии каких-то тревожащих факторов, о приближении неприятностей.
В этом смысле страх – весьма ценное состояние, поскольку иногда позволяет заглянуть в будущее и избежать подстерегающих угроз.
Гром и молния – всем известные источники страха, они пугают многих, особенно в детстве. Очень громкий звук, очень яркий свет, темные тучи. Когда мы становимся более осознанными существами, появление тучи вдали приводит нас в тревожное состояние и позволяет вовремя спрятаться от грозы, и это хорошо. Своевременное возникновение страха – полезная реакция.
О каких-то опасностях мы знаем врожденно, какие-то мы учимся опознавать в течение жизни. Одной из самых первых проблем, с которой мы сталкиваемся, является проблема боли.
Боль – это стимул, который гарантированно вызывает страх, тревожность, негативные эмоции и усиливает потребность в безопасности.
Боль по своей сути – сигнал о повреждении клеток и тканей. Импульсы от болевых рецепторов в коже и во внутренних органах передаются непосредственно в центры страха головного мозга – миндалину и гипоталамус.
Маленький ребенок, как правило, относится к миру с доверием и оптимизмом. Если вы возьмете младенца и начнете подбрасывать к потолку, то он будет смеяться. Если же вас кто-то большой начнет подбрасывать к потолку – вы вряд ли обрадуетесь. Взрослый, уже умудренный опытом человек знает, что три раза подкинут и, скорее всего, поймают, а на четвертый точно не поймают! Младенец же относится к жизни априори с радостью. И вдруг младенца, например на приеме у врача, впервые колют иглой в палец. Для ребенка в это мгновение наступает крах прекрасного мира и превращение его в поток боли. Так начинается страх. Например, страх при виде людей в белых халатах.
Структуры организма, отвечающие за болевые сигналы
С точки зрения физиолога важно понимать, что такое боль. Боль возникает, когда клетки, ткани организма что-то повреждает. Боль – система сигнализации, функционирующая на клеточном уровне. Для того чтобы запустить ответную защитную реакцию, которую называют воспалением, не нужна даже нервная система.
Если игла или заноза воткнется в нашу кожу, кожа не обрадуется. Мало того, что повреждаются ее клетки тканей, еще с иглы либо занозы бактерии, вирусы и просто чужеродные молекулы-антигены попадают в межклеточное пространство. Это плохо, но иммунная система на страже, и в ранке появляются фагоциты (тканевые макрофаги), которые все это съедают или, по крайней мере, пытаются съесть. Генерируется химический (цитокиновый, воспалительный) сигнал, привлекающий дополнительные фагоциты из крови, активирующий другие компоненты иммунной системы, а также возникает болевой информационный поток, который позволяет с проблемой бороться на уровне поведения. Например, выдернуть занозу из пальца, в который она воткнулась.
Получается, что боль – один из компонентов целостной и разносторонней реакции организма на повреждение клеток и тканей. Если мы за ней последуем в мозг, то окажется, что основные центры, которые проводят и обрабатывают боль, запускают ответные реакции – это спинной мозг, ряд стволовых структур, миндалина и гипоталамус, таламус и постцентральная кора.
Миндалина и гипоталамус отвечают прежде всего за возникновение в ответ на боль отрицательных эмоций, усиление оборонительного поведения, запуск вегетативных и эндокринных реакций (рис. 4.1).
Особые нервные окончания, называемые болевыми рецепторами, располагаются не только в коже, но и во всех внутренних органах, поэтому болеть может сустав, желудок, мочеточник. В болевых рецепторах (по сути, дендритах сенсорных нейронов) возникают нервные импульсы, которые сигнализируют о повреждении клеток и тканей.
Рис. 4.1. Уровни передачи болевых сигналов в мозге человека.
Обозначения: 1 – болевой рецептор; 2 – спинной мозг (запуск двигательных и вегетативных рефлексов); 3 – стволовые структуры, контролирующие проведение боли (голубое пятно, центральное серое вещество среднего мозга); 4 – гипоталамус и миндалина (эмоциональное восприятие боли, состояния страха, тревожности, агрессии); 5 – таламус (передача сигналов в кору больших полушарий); 6 – обработка болевой чувствительности в теменной и лобной коре
Откуда берутся эти импульсы? Поврежденные клетки и ткани выделяют специальные вещества – медиаторы воспаления. Их называют еще сигналами SOS, и именно они запускают потенциалы действия в болевых рецепторах. Эти потенциалы бегут в спинной мозг, если речь идет о руках, ногах, туловище. Если болит голова, то сигналы сразу идут в головной мозг (по волокнам тройничного нерва).
В спинном мозге болевые сигналы могут, во-первых, запускать простейшие оборонительные рефлексы, во-вторых, подниматься в стволовые структуры головного мозга. Последние также способны запускать часть врожденных реакций, связанных со стрессом. Далее болевой сигнал достигает промежуточного мозга и базальных ганглиев. Гипоталамус и миндалина запускают связанные с болью эмоции, эндокринные реакции (например, выделение кортизола и адреналина), вегетативные (симпатические) реакции – сердце бьется чаще, а зрачки расширяются. Параллельно болевая информация через таламус поднимается в кору больших полушарий. Здесь основную роль играют передняя часть теменной доли (это постцентральная кора, где происходит обработка параметров болевого сигнала – болевое ощущение) и ассоциативная лобная кора, которая запускает поведенческие программы, позволяющие контролировать и подавлять боль, например прием лекарственных препаратов и поход к врачу.
Вот как много структур работает для того, чтобы мы ощутили боль и правильно отреагировали на нее. Если же говорить об эмоциях, то за них отвечают гипоталамус, миндалина, а также такие стволовые структуры, как голубое пятно (передняя верхняя часть моста) и центральное серое вещество среднего мозга. Здесь возникают не только отрицательные эмоции, связанные с болью, но и положительные – когда нам удается успешно избежать боли. Например, если у вас в течение недели болел зуб, затем наконец-то доктор его вылечил и теперь вас ничего не мучает – это серьезный повод для позитивных эмоциональных переживаний и радости.
Но боль не всегда адекватно воздействует на организм и как «система сигнализации» иногда бывает слишком назойлива, слишком громко звучит (так просто ее не выключить) и мешает всей остальной нервной деятельности.
Что может ослабить боль?
Когда что-то острое, например уже упомянутая игла, повреждает клетки и ткани, то из них выделяется целый букет веществ («сигналов SOS»), и главные из них – это гистамин и простагландины. Если мы хотим ослабить боль и воспаление, либо вообще от них избавиться, то обычно используем лекарственные препараты, мешающие гистамину и простагландинам. Они нужны не только при болевых повреждениях, таких, например, как порез пальца или зубная боль, но и при самых разных воспалительных реакциях. Антигистаминные препараты хорошо известны, например, тем, кто страдает аллергией.
Вещества, мешающие работать простагландинам, – самая известная группа соединений, которая подавляет боль. Эти соединения называются анальгетики, от греческого алгас – «боль» плюс отрицающая приставка ан-.
Молекулы, которые мешают работать простагландинам (чаще всего не дают им образовываться), называют ненаркотическими анальгетиками в противовес анальгетикам наркотическим, которые действуют прямо на мозг и его синапсы. Ненаркотические анальгетики работают на уровне болевых рецепторов – нервных отростков, реагирующих на простагландины, – как фактор, запускающий потенциалы действия.
Всем известные аспирин, анальгин, парацетамол, диклофенак, ибупрофен (все то, что широко рекламируется СМИ как обезболивающее и доступно без рецептов врачей) являются блокаторами синтеза простагландинов.
Это очень важная группа лекарственных препаратов, и их время от времени использует большинство людей.
Что еще может ослабить боль, кроме специализированных анальгетиков?
● Кожные сигналы от поврежденной области тела.
● Отвлечение – не думать о боли, создать очаг конкурирующего возбуждения.
● Лекарства иных групп – они порой необходимы, поскольку важно не только снизить болевые ощущения, но и уничтожить их причину: инфекцию, отек, аллергическое воспаление, ишемию (недостаток кислорода) и так далее.
Разберем эти процессы немного подробнее.
1. Уменьшить боль или совсем избавиться от нее помогает кожная (тактильная, термическая) стимуляция зоны, расположенной рядом с зоной повреждения. Дело в том, что на структурном уровне поступление сенсорных сигналов в спинной мозг у нас так организовано, что, если массировать зону вокруг болевой, кожные сигналы тормозят болевой вход. Этот созданный эволюцией механизм называется «воротная система контроля боли». Ее биологический смысл – подавление слабых, «избыточных» болевых сигналов. Без этой системы даже слабые повреждения вызывали бы сильную боль. А так, если вы слегка ударили коленку, помогает массаж больного места. Простейшие и всем известные действия: «зализать ранку», потереть больное место, подуть на него – включают совершенно реальный физиологический механизм, который на уровне входа информации в спинной мозг подавляет боль.
Всем известны анальгетические эффекты точечного массажа и различных видов физиотерапии, когда на зону боли воздействуют горчичниками или пластырем, например перцовым. Физиологический механизм действия имеет и акупунктура: иголки или прижигания по восточной системе меридианов воздействуют на избранные точки тела человека. Как правило, в этих точках на поверку обнаруживаются скопления кожных рецепторов, и, влияя на такие зоны, иглотерапевт может ослабить проведение болевых сигналов в соответствующем сегменте спинного мозга (причем болевых сигналов не только от поверхности тела, но и от расположенных на соответствующем его «этаже» внутренних органов).
Напомним, что спинной мозг организован так, что каждый его сегмент (а их всего 31) управляет своим этажом тела. В «этаж» тела входит не только кожа и мышцы, но и внутренние органы. Поэтому получается, что если массировать определенную точку на уровне, например, шестой пары ребер, то можно ослабить боль в сердце. Это действительно так, в этом нет никакой мистики. Хотя, конечно, китайцы с древности и до нашего времени объясняют это с помощью системы меридианов, инь, ян, энергии ци, но реально за этим, как правило, обнаруживаются вполне конкретные физиологические механизмы и рефлекторные дуги.
2. Как еще можно бороться с болью? Например, стараться ее не замечать. Если у вас что-то болит, но в это время в мозге существует еще какой-то очаг возбуждения, например вы напряженно обдумываете какую-то проблему или просто смотрите интересный фильм, эти отвлечения помогают сдерживать боль. Два конкурирующих центра возбуждения способны подавлять друг друга, о чем писал еще И. П. Павлов. Кстати, именно по такому принципу конкурируют и центры разных биологических потребностей. Но в случае боли подобный путь подавления, конечно, временная мера, которая годится, если боль короткая, не очень сильная и вы точно знаете, что она скоро пройдет.
Если боль длится и длится долго, если вы неделю постоянно принимаете анальгин или аспирин – это серьезная ситуация, которая означает, что повреждение вашего тела зашло далеко. В этом случае надо как можно быстрее сходить к доктору, чтобы он посмотрел, что случилось с вашей почкой, или желудком, или почему сустав так болит. В данном случае боль – это сигнал, на который обязательно нужно обратить внимание.
Сейчас, к сожалению, существуют такие люди, которые упрямо говорят: «А я вообще никогда не принимаю таблеток. Таблетки – это зло». Однако, если совсем не обращать внимания на боль, долго ее терпеть и ждать, пока она сама пройдет, можно нанести повреждения нейронным сетям спинного или даже головного мозга. Нейроны, проводящие боль, в ситуации ее хронического поступления проводят и генерируют импульсы все легче, и в итоге возможно формирование так называемых фантомных патологических болей, о чем хорошо знают, например, дантисты.
Бывает, что человек слишком долго боится идти к зубному врачу и несколько недель полощет рот содой или шалфеем, а зуб у него все болит. В конце концов страдалец попадает к доктору, зуб вылечивают, но боль остается. Дантист на возникшие претензии отвечает: «С точки зрения стоматологии все нормально, нерв удалили, пломба на месте. Вам теперь не ко мне, вам теперь в клинику лицевых болей. У вас где-нибудь в таламусе или в ядре тройничного нерва возник застойный очаг возбуждения, который теперь нужно серьезно лечить». Лечить, скорее всего, придется теми препаратами, которые глобально усиливают уровень торможения в мозге. Аналогичным образом подавляют, например, зоны эпилептиформной активности.
Вывод: терпеть сильную хроническую боль крайне не рекомендуется.
Что вызывает страх?
Давайте составим краткий список факторов (кроме боли), вызывающих страх по врожденно заданным механизмам.
1. Внезапный громкий звук, яркий свет (например, уже упоминавшиеся гром и молния) являются наиболее универсальными подобными стимулами. Вообще любой сильный сенсорный сигнал способен провоцировать страх. Например, кто-то резко и внезапно схватил вас за руку или в комнате появился интенсивный незнакомый запах – все это тревожит мозг, нарушает равновесие положительных и отрицательных эмоций.
2. Другие (не столь интенсивные) сигналы о потенциальной опасности. В эту категорию попадают страх темноты, открытого или закрытого пространства, страх или хотя бы опасение высоты, настороженность при приближении незнакомого объекта (особенно если он достаточно велик). Каждый из них врожденно, видимо, присущ не всем людям. Известны случаи полного отсутствия страха высоты (например, индейцы мохоки); с другой стороны, акрофобия присуща примерно 2 % населения. У многих животных мы обнаруживаем врожденные знания о том, как выглядит хищник; характерна «реакция на глаза», которую некоторые насекомые (скажем, бабочки сатурнии) используют для отпугивания птиц.
3. Мимика страха и агрессии. Нашему мозгу присуще врожденное умение узнавать такую мимику – выражение лица другого человека. Так называемая невербальная коммуникация – важная часть нашей психической жизни и работы сенсорных систем. Словам мы учимся, а, например, крик боли или смех человека наша слуховая система детектирует врожденно.
Точно так же наша зрительная система врожденно знает основные проявления мимики, отличая улыбку от гримасы агрессии.
В процессе обучения и накопления жизненного опыта мозг опознает тонкие параметры мимики все более быстро и надежно.
4. Многие животные врожденно узнают пауков, ос, змей как потенциально опасные, прежде всего ядовитые объекты. К человеку это не всегда относится. Некоторые люди любят змей, держат их дома и с удовольствием показывают желающим любимого ужа, удавчика или гадючку. Но, с другой стороны, наши ближайшие родственники, шимпанзе, действительно змей боятся без какого-либо обучения. Скорее всего, некоторые из нас змей и членистоногих недолюбливают действительно врожденно, а к некоторым это не относится.
5. «Плохой» вкус и «плохие» запахи вызывают у нас отрицательные эмоции. И это понятно: ведь они сигнализируют о нечистотах, гниении, возможных источниках инфекции, пищевого отравления и т. п. Здесь мы обычно имеем дело даже не со страхом, а с другой базовой эмоцией – отвращением, тоже негативной по знаку (а также со стремлением «держаться подальше», избегать – вплоть до запуска рвотного рефлекса).
6. Феромоны страха, то есть специфические химические сигналы, которые выделяются в окружающую среду, если с организмом случается неприятность. У многих животных такие феромоны сообщают другим членам стаи о том, что происходит что-то плохое. Например, мышка, попавшая в мышеловку, выделяет феромон страха, и все мыши вокруг впадают в панику. Или тюлень ловит и ест селедку. Эта селедка тоже пахнет так, что всем селедкам в косяке становится тревожно, страшно, и они стараются поскорее покинуть опасную зону.
Человеческих феромонов страха в явном виде не существует, хотя в случае стресса мы, судя по всему, выделяем явный запах адреналина и кортизола (работают наши потовые железы). На этот сигнал, как известно, реагируют собаки. Они чувствуют: «Ага, он испугался! Теперь я его уж точно укушу». Вывод такой: если на вас рычит собака, надо стараться сдерживать свои отрицательные эмоции. Собака не смотрит на вашу мимику, она обоняет вас, и, соответственно, для собачьего носа многие наши эмоциональные переживания не являются секретом.
Как ученые наблюдают страх
Ученые могут наблюдать проявление эмоций страха и разнообразных фобических состояний с помощью различных современных технологий. Самой показательной является фМРТ – функциональная магнитно-резонансная томография, которая позволяет на коротких интервалах времени оценить изменения кровенаполнения и расхода кислорода в различных отделах мозга. Кровенаполнение и потребление кислорода увеличиваются, когда нейроны активно работают именно в этих зонах и структурах ЦНС.
Например, человек лежит в томографе и просто представляет, что по его руке ползет огромный и опасный паук (провоцирует у себя арахнофобию). В мозге такого человека возбуждается много зон. В том числе происходит активация лобной коры, которая принимает решение стряхнуть «этот ужас». Активируется и передняя часть теменной доли, отвечающая за кожную чувствительность. Возбуждение возникает также в глубоких структурах мозга, связанных с эмоциями: в гипоталамусе, миндалине, центральном сером веществе, голубом пятне. Часто отрицательные эмоции детектируются и в одной из областей островковой коры.
Врожденно значимые сигналы, которые запускают реакции страха, иногда весьма причудливы. В качестве иллюстрации можно привести классический опыт Николаса Тинбергена[[14] ], лауреата Нобелевской премии, изучавшего инстинкты животных. Его эксперимент выглядел так: новорожденные гусята или утята находились в комнате, по потолку которой перемещалась проекция в виде темного крестообразного пятна, напоминающего одновременно летящего ястреба и летящего гуся. Если пятно двигалось длинной «шеей» вперед, имитируя гуся (сзади оказывался короткий «хвост»), птенцы вели себя совершенно спокойно. Однако если пятно меняло направление движения на противоположное (спереди короткая «шея», сзади длинный «хвост»), мозг птенцов идентифицировал его как силуэт хищной птицы, гусята и утята замирали, затаивались. Это поведение не являлось результатом обучения. Получается, что даже маленький и неопытный мозг птенца может детально анализировать весьма сложные сенсорные сигналы и в зависимости от их параметров запускать те или иные поведенческие реакции.
Второй пример: если перед жабой появляется длинное горизонтально ползущее пятно, то, скорее всего, она идентифицирует этот объект как потенциальную пищу, например червяка, и заинтересуется им с пищевой точки зрения. А вот если у движущегося объекта есть вертикальный компонент (даже если это небольшая палочка-шея с грубой имитацией головы), жабий мозг идентифицирует пятно как потенциальную опасность. В этом случае она распрямляет свои лапки, становясь выше, надувается, испускает сильный запах, громко кричит. Подобное защитное поведение жабы может действительно отпугнуть змею или молодую куницу.
На потенциальную опасность многие животные реагируют попыткой визуально увеличить свой размер, то есть оповестить противника или хищника: «Бойся меня, я большой и страшный!» У котов это поднятая шерсть, у петуха – распушенные перья. Рыбы, чтобы напугать соперника, растопыривают плавники, человек распрямляется и выпячивает грудь…
Как развиваются реакции страха?
Существуют два механизма развития реакции страха.
● В более простом случае (рефлекторном) поведение запускается сенсорным стимулом – как в историях про жабу и про гусят. Сенсорные системы врожденно или в результате обучения настроены на какой-то внешний сигнал (в вышеописанных примерах – визуальный). Когда этот сигнал появляется, то организм без особых промедлений выдает оборонительную реакцию, например затаивается или убегает.
● Второй вариант – реакция страха запускается изнутри нервной системы, мозга. Причиной этого, как правило, является деятельность центров тех или иных биологических потребностей.
Потребность в безопасности – одна из ключевых потребностей, и она конкурирует с другими потребностями, например с потребностью в пище или потребностью в новой информации.
Это биологически целесообразно, так как поведение в каждый момент выгодно направлять на удовлетворение только одной, самой актуальной на данный момент потребности. Конкурирующие потребности сплетаются в единый «клубок», который и определяет поведение организма.
По классификации А. Маслоу, описанной в первой главе, потребность в физической и психологической безопасности является одной из базовых. В ситуациях, когда мы ощущаем себя не очень комфортно, не только опасаясь физических повреждений, но и при ощущениях возможности потери свободы или приближения неприятных, пугающих событий, потребность в безопасности нарастает.
В соответствии с классификацией П. В. Симонова, потребность в безопасности находится в группе витальных, жизненно необходимых потребностей. Это и понятно, ведь, если организм не будет заботиться о своей целостности, если от него постоянно будут «отгрызать» по кусочку, наносить травмы, такой организм долго не протянет. Умение уходить от опасностей, хищников, каких-то повреждающих факторов внешней среды (камнепада, избытка ультрафиолетовых лучей, слишком сильных волн на море и др.) – это очень важно, иначе организм просто не выживет.
Получается, что особи, которые не проявляют надлежащих реакций страха и не заботятся о своей личной безопасности, с меньшей вероятностью оставляют потомство.
Вывод: в ходе эволюции в ряду живых существ остаются те, которые заботятся о своей безопасности и целостности организма.
Заботиться о безопасности можно двумя способами: убегая или нападая.
В данной главе мы в основном разбираемся с пассивно-оборонительным реагированием, к которому относятся тревожность, страх или паника, при которых забота о безопасности сдвигается в сторону затаивания, замирания, убегания.
С этой составляющей поведения конкурируют активно-оборонительные программы (агрессия, ярость, нападение на источник опасности). Мы можем не ждать, пока на нас свалится неприятность, а храбро выйти вперед и пытаться напасть на противника.
Скажем, студенты приходят на занятие и преподаватель их спрашивает: «Кто выполнил домашнее задание, кто готов и выйдет отвечать?» Вся группа – раз! – и затаилась. Прижались к партам, стараются даже не дышать. Но почти наверняка, если в аудитории сидит человек 15–20, найдется один, который скажет: «А вы нам ничего не задавали! Непонятно, о чем вообще вы у нас спрашиваете?» Это агрессивная реакция, вполне приемлемая в обществе. Агрессии будет посвящена глава 8, здесь она упоминается как антитеза пассивно-оборонительного поведения.
Простейшие оборонительные программы замыкаются уже на уровне спинного мозга (рефлекс отдергивания руки от источника боли), продолговатого мозга и моста (кашель, чихание, мигание, слезотечение).
Задняя часть гипоталамуса вместе с миндалиной создают соответствующую мотивацию – готовность к запуску оборонительных поведенческих ответов. И обеспечивают вегетативное и эндокринное сопровождение таких ответов. В целом нейрофизиологи предпочитают говорить не о потребности в безопасности вообще, а об активно-оборонительных (агрессия) и пассивно-оборонительных проявлениях (страх, тревожность), которые выражаются в затаивании и бегстве.
Выбор – драться или убегать – постоянно стоит перед нами.
Соответственно, конкуренция fight-or-flight, то есть «дерись или беги», – вечная проблема и, кроме того, это очень важный компонент нашего базового темперамента.
Темпераменты человека
Психологами, работающими в этой области, исписаны горы томов и проведены (и проводятся) тысячи исследований. Поэтому, если вы хотите узнать о темпераменте человека больше, рекомендую познакомиться как минимум с трудами Ганса Айзенка[[15] ], Бориса Теплова[[16] ] и других классиков. Я же хочу немного поговорить на эту тему как физиолог.
Когда начинают рассуждать о темпераменте, о каких-то врожденных особенностях работы мозга конкретного человека, баланс его страха и агрессии оказывается очень важным. Как известно, первая классификация темпераментов, которая до нас дошла, принадлежит Гиппократу, который выделил холериков, флегматиков, сангвиников и меланхоликов. Очевидно, что меланхолики являются яркими примерами проявления пассивно-оборонительной реакции, а холерики – активно-оборонительной.
Обычно вначале запускаются программы избегания как менее рискованные и энергозатратные, но, если неприятности нарастают, они могут смениться агрессией. То, насколько быстро происходит такая смена, – одна из существенных черт темперамента.
В сети можно легко отыскать знаменитые комиксы датского художника Херлуфа Бидструпа, которые иллюстрируют темпераменты. Наверное, все знают картинку, на которой показано, что прохожий садится на шляпу человека, отдыхающего на скамейке. Далее изображено, как по-разному реагируют мужчины с превалированием активно- и пассивно-оборонительных реакций.
Меланхолик рыдает: «Как ужасно, раздавили мою любимую шляпу!» Холерик схватил прохожего за грудки: «Негодяй, ты уничтожил мою собственность!» Флегматик относится к ситуации равнодушно: «Ну да, шляпе капут, значит время пришло». А сангвиник хватает помятый головной убор и хохочет: «Как смешно! Какой потешный блин вышел! Отличная история получится для того, чтобы рассказать друзьям!»
У сангвиника темперамент, при котором доминирует исследовательское поведение, и он видит в ситуации прежде всего юмор и новизну. Меланхолик и холерик – темпераменты с «уклоном» в оборонительное поведение. Явный холерик или явный меланхолик порой бывают на грани нормы, и тогда нужна помощь врача или психотерапевта. Хорошо, что в каждом из нас, как правило, есть компоненты и холеризма, и меланхолии, и сангвы, и флегмы, так что в зависимости от ситуации мы выбираем тот или иной способ реагирования.
Как уже было сказано, в нашей повседневной жизни первыми обычно запускаются пассивно-оборонительные реакции.
Если на нас кто-то давит или начинаются какие-то неприятные, тревожащие события, мы сначала затаиваемся: «Может быть, обойдется». Но если «загоняют в угол» – начинаем протестовать, отбиваться, драться.
Это типичный вариант поведения, он наблюдается и в поведении животных.
Даже опасный хищник (медведь, тигр), когда сталкивается с чем-то неизвестным, например встречается в лесу с человеком, поначалу реагирует пассивно-оборонительно, уходит от контакта: «Не хочу связываться, это может быть опасно и травматично». Но если резко на медведя наскочить, то с большой вероятностью последует агрессивная реакция, поскольку в этот момент мозг животного воспринимает внезапное появление человека как нападение. Поэтому при случайной встрече с опасным животным лучше всего оставаться неподвижным: будете убегать – превратитесь в добычу, а если идти навстречу, смотреть в глаза – с вами начнут драться. Поэтому очень важно постараться сделать вид, что вы вообще не очень живой объект, плохо пахнете и совершенно несъедобны. Может быть, тогда обойдется. Надеюсь, никто из читателей не попадет в описанную ситуацию, хотя, знаю по собственному опыту, потом она долгие годы вспоминается как очень яркое впечатление.
Объективная оценка эмоциональных состояний производится не только с помощью дорогой и сложной фМРТ, но и гораздо более доступными методами ЭЭГ (электроэнцефалографии), КГР (кожно-гальванической реакции), ЭКГ (электрокардиографии), определения диаметра зрачка. В случае кожно-гальванической реакции ответы потовых желез на эмоционально значимые стимулы возникают в течение 0,1–0,3 секунд и длятся 2–3 секунды.
Полученные этими методами данные можно использовать, например, для «детекции лжи» или определения характеристик темперамента (примером серьезных исследований в этой области являются работы Владимира Русалова[17], а также 12-компонентный «функциональный ансамбль темперамента» Ирины Трофимовой[18]). А знать темперамент человека полезно, например при профотборе.
Общие правила: у явного холерика эмоций больше, чем у сангвиника. У флегматика эмоции минимальны. А у меланхолика тревожность повышена постоянно.
Получается, что, наблюдая за работой сердца, зрачка, различных желез и внутренних органов, можно объективно регистрировать эмоциональные переживания, которые появляются в мозге человека во время тех или иных событий. Когда у нас возникают сильные эмоции, в том числе связанные со страхом, мощно активируется вегетативная нервная система.
Вегетативная нервная система (ВНС, вегетатика) – особая часть нашей нервной системы (центральной и периферической), которая работает с внутренними органами. В частности, она готовит внутренние органы к состоянию стресса. Вегетатика, подчиняясь сигналам из высших мозговых центров, может включаться, когда некое важное событие еще не случилось, но вскоре случится, когда требуется привести многие системы организма в более активное состояние, например сделать, чтобы сердце билось чаще, потому что скоро придется убегать или нападать. Это делает та часть ВНС, которая называется симпатическая нервная система.
Как известно, вегетативная нервная система делится на два конкурирующих компонента: симпатический и парасимпатический. Они постоянно «соревнуются» друг с другом, и большинство внутренних органов одновременно получают сигналы от симпатической и парасимпатической систем.
Симпатическая система меняет работу органов в ситуациях стресса, нагрузки, активных затрат энергии (вспомним о катаболизме). Парасимпатическая – приводит к расслаблению, успокоению, неспешному перевариванию пищи, накоплению энергии («спокойное бодрствование», анаболизм).
Соответственно, симпатическая система меняет работу органов в сторону стресса – и когда неприятность случилась, и когда она только приближается. Например, стоматолог сверлит вам зуб и вам больно. Или вам еще не сверлят зуб, вы еще только сидите в очереди к дантисту, но ваше сердце уже бьется чаще, ладони мокрые, зрачки расширены, и вы готовы убежать – это, конечно, действие симпатической системы. В этом случае она работает на основе вашего жизненного опыта, который зафиксирован в коре больших полушарий и через миндалину и гипоталамус воздействует на симпатические нейроны (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Пути развития стрессогенных реакций в организме человека: от коры больших полушарий, миндалины и гипоталамуса до ответов внутренних органов. Особо подчеркнем значимость эффектов норадреналина (основной медиатор симпатической нервной системы) и адреналина (главный гормон мозгового вещества надпочечников)
Потоотделение. О детекторах лжи
Одним из ярких проявлений работы симпатической нервной системы является потоотделение. Потоотделение нужно прежде всего для того, чтобы регулировать температуру тела. Когда становится жарко, мы потеем, пот испаряется с поверхности кожи и организм отдает лишнее тепло. Регулирует этот процесс симпатическая нервная система. А в качестве побочного эффекта – когда мы волнуемся, мы тоже слегка потеем. Кто-то даже не слегка, а сильно.
У меланхоликов в случае волнения ладошки становятся мокрыми и холодными, потому что больше всего потовых желез на ладонях. Датчики, которые связаны с детекцией лжи, не зря ставят на пальцы, на ладони. Здесь важно количество выделяющегося пота: его капли выносят на поверхность кожи отрицательные заряды, которые легко регистрировать. Этот феномен был открыт еще в конце XIX века и назван КГР – кожно-гальванической реакцией.
Есть тонкости, которые надо учитывать, чтобы понять, как реагируют люди с разным темпераментом на различные вопросы, например: «Тебя зовут Петр?» или «Ты украл миллиард рублей из госбюджета?» Как правило, задаваемые вопросы требуют простых ответов типа «Да» или «Нет».
● Как чаще всего реагирует сангвиник: эмоциональная реакция (и КГР) на вопрос у сангвиника обычно длится 1–2 секунды, дальше он спокойно сидит и ждет следующего вопроса.
● Как реагирует холерик: его КГР выше по амплитуде и длительнее (3–5 секунд), он отвечает на вопрос быстро и громко, а потом переживает какое-то время: «Вот пристали, какие-то тупые и оскорбительные вопросы задают!»
● При обследовании флегматика вы начинаете подозревать, что у вас сломался прибор. Надо что-то очень серьезное сказать или сделать, чтобы у него возникла очевидная эмоциональная реакция.
● Меланхолик: тут даже никаких вопросов задавать не надо, сам факт, что его привели в какую-то ужасную комнату, надели эти кошмарные датчики и сейчас все про него узнают, приводят беднягу в стрессовое состояние. Пот почти капает с его ладоней, а прибор постоянно регистрирует отрицательные потенциалы и зашкаливает…
Соответственно, подобное исследование может использоваться как детекция лжи, хотя скорее свидетельствует об уровне быстротекущих эмоций. Для более уверенного заключения о том, что человек врет, вам потребуется дополнить КГР данными анализа электрокардиограммы (отражает общий уровень стресса), диаметра зрачка, дыхания, мимики, а также результатами психологического тестирования. Но даже и после этого ваше заключение не будет в суде рассматриваться как доказательство чьей-то вины.
КГР и «детекция лжи» неплохо работают при профотборе. Если вам нужно выбрать очень спокойного человека (например, необходим охранник в офис, который 12 часов в сутки будет методично проверять документы и ни с кем не поругается), тогда отлично подходит флегматик.
Если же вы хотите найти бравого телохранителя, такого, чтобы смотрел на все 360°, шел везде за начальником и чуть что кидался защищать его своим телом, то, конечно, больше подходит холерик.
А если вы хотите найти менеджера по продажам, например, косметики или пылесосов, то оптимален вариант сангвиника. Он жизнерадостный, и даже если ничего не продал в одном месте, то посмеется и пойдет искать следующего покупателя. Холерик же, если его старания не увенчались успехом, может злиться, конфликтовать. Меланхолик тоже плохо подходит: не продал – и впал в депрессию. Флегматику вообще наплевать: не взяли товар – и не надо, не очень-то хотелось…
Все эти рассуждения, конечно, лишь забавные схемы, применимые только к ярко акцентуированным личностям, но их рекомендуется учитывать в самых разных ситуациях нашей жизни.
О чем говорит диаметр зрачка
Помимо детекции потоотделения, очень хорошим показателем эмоций, которые мы испытываем, является диаметр зрачка. Известно, что при изменении освещенности сетчатки зрачок, подобно диафрагме фотоаппарата, меняет свою площадь примерно в 20 раз. Расширение зрачка в темноте, а также при стрессе – функция симпатической нервной системы.
Симпатическая система расширяет зрачок в темноте, для того чтобы больше света попадало на сетчатку. Как побочный эффект – когда мы волнуемся, зрачок тоже становится шире.
Это даже отражено в пословице: «У страха глаза велики».
Важно, что, в отличие от потоотделения, чтобы регистрировать диаметр зрачка, никакие датчики использовать не надо. Современные системы видеонаблюдения позволяют это делать напрямую, в режиме реального времени через компьютерный анализ изображения глаза.
Представьте себе, что вы подошли к входу и хотите попасть внутрь здания. Вам из-за двери задают по громкой связи вопросы, вы на них отвечаете, а в это время видеокамера уже считывает ваше эмоциональное состояние. Следящий за вами при помощи компьютерных программ многое успеет понять, особенно если к диаметру зрачка будет добавлена еще и детекция мимики, движений глаз. А еще наблюдающий за вами успеет просмотреть ваши странички в социальных сетях, а если не найдет их – это само по себе внушает подозрения… Вы и не в курсе, какой процедуре подвергаетесь, а информация о вас уже собрана!
Препараты, снижающие тревожные состояния
Потребность в препаратах, снижающих тревожные состояния, очень велика. Подобные соединения называются транквилизаторы, или анксиолитики (от аnxiety – тревожность).
Для предварительного тестирования таких препаратов проводятся исследования, оценивающие тревожность экспериментальных животных. Такой анализ свойств потенциальных лекарств на животных является обязательным этапом перед их внедрением в клиническую практику.
Для этого, например, используется уже описанный в предыдущей главе «крестообразный лабиринт», попав в который крыса чередует исследовательскую и пассивно-оборонительную стратегии, выбирая светлый либо затемненный рукав лабиринта. Транквилизаторы снижают вероятность выбора реакции страха и затаивания, в идеале не уменьшая при этом общий уровень двигательной активности.
Потребность в препаратах, снижающих тревожность, всегда велика, так как окружающий нас мир сложен, непредсказуем и, как и во все времена, несет множество отрицательных эмоций. Поэтому тревожность у многих людей постоянно повышена, а у некоторых периодически зашкаливает так, что необходима психологическая и/или фармакологическая поддержка.
Какие существуют препараты, уменьшающие тревожность? Как правило, анксиолитики, транквилизаторы – это препараты, усиливающие действие гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК).
Напомню, что два важнейших медиатора ЦНС – глутамат (глутаминовая кислота), главный возбуждающий передатчик сигналов в синапсах, и ГАМК (гамма-аминомасляная кислота), специализированная на тормозных влияниях.
ГАМК способна сдерживать и даже блокировать излишние информационные потоки, будь это сенсорные сигналы, эмоции или двигательные программы. В том числе она регулирует негативные эмоциональные переживания. Если надо уменьшить выраженность отрицательных эмоций, можно использовать молекулы, активирующие ГАМК-синапсы. Такие молекулы известны уже более ста лет, и это прежде всего барбитураты и бензодиазепины. Классическим их представителем является валиум (бензодиазепиновая группа). Как правило, такие лекарства продаются по рецепту.
Хотя бывают исключения, и в нашей стране, например, корвалол продается без рецепта, а ведь в его состав входит фенобарбитал – серьезный транквилизатор, относящийся к барбитуратам. Корвалол и его «близнец» валокордин – любимые бабушкины лекарства. В них смесь ментолового масла и фенобарбитала, активирующего рецепторы ГАМК. В результате при приеме корвалола возникает прямое успокаивающее действие на мозг. 10, 20 или 30 капель корвалола – в зависимости от уровня стресса – реально работают. Но, если вы повезете корвалол через границу без рецепта, вас может задержать таможня, потому что вы провозите сильнодействующий психотропный препарат.
Страх и обучение
Чего-то мы боимся врожденно, основную часть стимулов и ситуаций мы учимся пугаться и опасаться. Для того чтобы такое обучение произошло, необходимо совпадение во времени действия на организм двух факторов:
1. Сигналов, которые были исходно нейтральны (не значимы);
2. Болевого ощущения, отвратительного вкуса или какого-либо иного мощного отрицательного подкрепления, врожденно вызывающего негативные эмоции.
Тогда формируется условно-рефлекторный страх.
«Не делай, иначе будет плохо!»
Физиологи, изучая, как мозг учится бояться, разработали много разных тестов. Представьте, что крысу посадили в экспериментальную камеру, которая разделена на две равные части. Одна из них освещена – сюда животное исходно помещается, а в другой темно, и туда ведет дверца. Крыса свет не очень любит, ей, как существу, приспособленному для жизни в норах, в освещенном отсеке тревожно. И она быстро переходит в темный отсек. Сразу вслед за этим дверца закрывается, животное получает сильный удар током, и ее мозг понимает: «Я сделал явно что-то не то…»
Поскольку негативная эмоция сильна, большие полушария крысы формируют ассоциацию между обстановкой экспериментальной камеры и болью. Далее выясняется, что даже через неделю после однократного удара током три четверти крыс, если их опять поместить в те же условия, не входят в темный отсек. Крысиный мозг в большинстве случаев прочно удерживает информацию даже после однократного травматического воздействия. Примерно 25 % животных все же входят в темный отсек, но большинство из них тут же выбегают обратно. При этом на физиономии у них написано: «Ой, как же это я забыла совсем, что туда нельзя! Надо уносить ноги!» Нужно полтора-два месяца, чтобы более половины крыс забыли о полученной психотравме.
В целом описанная ситуация основана на принципе затаивания, общего торможения поведения: «Не делай этого, иначе будет плохо». В данном случае это означает: «Не входи туда, иначе будет больно». Подобного рода навыки у нас активно формируют общество, начальники, родители, педагоги, да и просто окружающая среда. Например, ребенок, которому, несмотря на запреты, удалось что-то вставить в розетку, и он получил удар током – в дальнейшем все розетки, а иногда и все электрооборудование, годами будет обходить стороной.
«Делай, иначе будет плохо!»
Теперь разберем другую экспериментальную ситуацию. Крыса помещается в экспериментальную камеру, где на высоте примерно 20 сантиметров расположена полочка. Животному нужно при звуках звонка прыгнуть на эту полочку, но об этом исходно оно не знает. Крыса сидит в камере, звенит звонок, и примерно после 10 секунд его звучания на пол подается электрический ток. В этом случае ток используется довольно слабый, так как у исследователя нет цели ввести животное в серьезный стресс. Крысе даже почти не больно, она скорее чувствует неприятное покалывание в лапках и, побегав по камере, выполнив несколько прыжков вверх, быстро оказывается на полке, где нет тока.
Соответственно, мозг крысы работает с набором событий «звонок-ток-прыжок», который предъявляется ему повторно с интервалом в несколько минут. С каждым повтором крыса все быстрее избегает боли. Примерно через 12–15 повторений ситуации, едва звонок зазвонит, крыса сразу же прыгает на полку. При этом видно, как уменьшается уровень ее стресса и негативных эмоций. Если при первых повторах животное «спасается» почти в панике, то на 15-й раз она ведет себя совершенно спокойно, без особых эмоций выполняя действие, которое с гарантией избавляет ее от неприятных ощущений. В данном случае программа работает по принципу «Делай, иначе будет плохо!».
Надо отметить, что мы много чему учимся для того, чтобы не стало плохо, учимся выполнять определенные действия, чтобы избежать неприятностей. Это еще называют обучением с помощью «метода кнута», то есть событий, вызывающих отрицательные эмоции. Можно учить с помощью «метода пряника» – таких событий, которые вызывают положительные эмоции.
К сожалению, мозг у многих людей так устроен, что они избегать неприятностей учатся лучше, чем достигать успеха.
Это, в частности, приводит к тому, что с возрастом у человека может накапливаться все большее количество программ и навыков избегания. Получается, что в начале жизни многие люди живут более бесстрашно, стремятся получать положительные эмоции, достигать чего-то приятного. А чем дольше существуют, тем чаще выбирают действия, позволяющие избегать неприятностей. С возрастом становятся менее «оптимистичными» и слабее нацеленными на новизну не только люди, но и экспериментальные животные (например, те же белые крысы).
Если немало поживший человек руководствуется мыслью: «Как бы чего не вышло!» – у него снижается как общая активность, так и исследовательское поведение. В данном случае рекомендуется следить за мозгом: «Мозг, ты опять избегаешь неопределенных ситуаций, давай смелее, надо стремиться к новизне, к успеху!» Людям среднего и старшего возраста очень полезно, «подталкивая» себя, снова и снова пробовать что-то еще неизведанное, несмотря на вероятность неудач. Только здесь лежит путь к более счастливому и активному будущему.
Для того чтобы крыса научилась прыгать на полочку в ответ на звонок, нужно, чтобы нейроны в ее слуховой коре установили активную связь с нейронами в двигательной коре (рис. 4.3). Конечно, нервные клетки и так друг с другом связаны (если не прямо, то через промежуточные нейроны). Но, пока нейросеть не обучена, синапсы в ней работают совсем слабо, в них мало рецепторов, реагирующих на медиатор (прежде всего на глутамат). По ходу обучения при условии успешной деятельности на входах в обучающиеся промежуточные нейроны наблюдается рост эффективности синапсов. В результате возбуждение от звукового сигнала начинает быстрее и надежнее, эффективнее достигать двигательного центра, запуская в итоге необходимые реакции. Это один из базовых механизмов формирования памяти.
Рис. 4.3. Вверху: процесс формирования в коре больших полушарий белой крысы ассоциации между сенсорным стимулом (звонок) и двигательной реакцией (прыжок на полку). Внизу слева изображена экспериментальная установка (описание см. в тексте). Внизу справа на схеме мозга человека показано, что обучение происходит на фоне выделения норадреналина структурой, называемой «голубое пятно»
Всегда, когда мы говорим об обучении и памяти в коре больших полушарий, мы имеем дело с синаптическими модификациями и чаще всего с увеличением эффективности синапсов.
Если это увеличение происходит на короткое время, мы говорим о кратковременной памяти, а если на длительное, а то и вообще пожизненно – о долговременной памяти.
Сопереживание, эмпатия и альтруизм
Еще одним важным компонентом нашего поведения, связанным с тем, что мы испытываем страх, тревожность, негативные эмоции, является сопереживание, которое обеспечивает работа зеркальных нейронов.
Сопереживание (эмпатия) – одна из врожденных функций высокоразвитого мозга.
Вам еще предстоит познакомиться с 7-й главой, посвященной зеркальным нейронам, сейчас о них упомянем очень кратко.
Мозг человека устроен так, что мы в очень серьезной степени переносим на себя эмоции, испытываемые другим человеком и даже другим живым существом. Если кто-то радуется, мы тоже радуемся. Если кто-то огорчается, мы тоже огорчаемся. Таковы особенности функционирования нашей нервной системы. Однако, поскольку все мы разные, у кого-то эмпатия выражена более ярко, а у кого-то – менее. Но в любом случае мы совершаем немало действий, чтобы соседу, близкому человеку не было неприятно.
Эмпатию можно изучать и на белых крысах. Животное помещают в светлый отсек экспериментальной камеры, откуда оно может спокойно уйти в темный отсек, и никаким током его при этом не бьют. Однако в тот момент, когда крыса входит в темный отсек, оказывается, что пол отсека – педаль, включающая ток в расположенной рядом небольшой клетке. В этой клетке сидит вторая крыса, и ей становится больно и неприятно, она пищит и выделяет феромоны страха. А первая крыса все слышит и обоняет.
Поставьте себя на место первой крысы, как вы будете себя вести? С одной стороны, сидеть в светлом отсеке неприятно, с другой – товарищ страдает. Оказывается, что две трети крыс в данной ситуации выбирают альтруистический вариант поведения, выходят на свет и сидят там. У них сопереживание побеждает пассивно-оборонительную реакцию. А примерно треть крыс остаются в темном отсеке и никаких явных отрицательных эмоций не испытывают. Они даже выглядывают из дверцы на свет, чтобы посмотреть: «Кто это там кричит?»
Однако, если делать светлый отсек все более неудобным, тесным, с торчащими металлическими шипами и т. п., доля альтруистов начинает сокращаться. Баланс альтруизма и оборонительного поведения очень гибкий. Хорошо быть альтруистом, если твой доход составляет миллионы долларов, можно и исследователю дать грант, и кинорежиссеру дать премию. А если тебе есть нечего, то в этом случае, конечно, с альтруизмом бывают проблемы. Вместе с тем, если ты отдаешь на благое дело последние «две лепты», это дорогого стоит…
Стресс, неопределенность и желание заглянуть в будущее
Чтобы мы могли успешно существовать, наш мозг старается постоянно заглядывать в будущее. Способность к обучению позволяет связать врожденно значимую ситуацию и сопутствующие ей сигналы. На основе этого можно построить прогноз ближайшего будущего (тем более с учетом описанных в предыдущей главе возможностей второй сигнальной системы). Поведение, реализуемое на основе подобных прогнозов, более эффективно, а риски неудач уменьшаются.
С учетом сказанного понятно, почему любая высокоразвитая нервная система плохо переносит состояние неопределенности. Состояние, когда не знаешь, какая неприятность свалится тебе на голову в следующую минуту, когда неизвестны пути выхода из потенциально опасной ситуации, очень неприятно. Особенно травматичной является так называемая выученная беспомощность, когда вообще нет выхода и ничего нельзя сделать. Она почти фатально ведет к развитию депрессии. Например, крыса в клетке в случайные моменты времени получает сильный удар током и ничего не может с этим поделать (нет поведенческой реакции, которая могла бы предотвратить боль).
В этом случае центры отрицательных эмоций перегружены – и это прямой путь к хроническому стрессу, нервному истощению и уже упомянутой депрессии.
Наш мозг так устроен, что вспомогательные (пусть даже исходно незначимые) сигналы, ассоциирующиеся, например, с будущей болью, будущими неприятностями, помогают нам вовремя и правильно выстраивать свое поведение. Неопределенность, попадание в избыточно новую ситуацию, про которую мы явно чего-то важного не знаем (например, реальная опасность коронавирусов), – очень мощный источник тревожности. В данном случае может активно проявить себя исследовательская потребность, которая помогает снять тревогу плюс приносит собственные положительные эмоции. Например, вы оказались в незнакомом месте, обошли окрестности, все посмотрели, проанализировали, и вам уже стало легче. Вы теперь представляете, что в этом месте происходит.
Противоположная ситуация: вам не удается собрать информацию, вам непонятно, где вы и что происходит. Если в структуре, где вы работаете, сменили все начальство или, скажем, курс национальной валюты крайне нестабилен (не говоря уже об общей политической ситуации), то эта постоянная тревожность может привести к хроническому стрессу значительной части коллектива или даже населения страны. В таком случае очень сложно обеспечить рост уровня здоровья или продолжительности жизни нации…
Если все структуры организма, обеспечивающие реакцию на стресс, хронически перегружены, это может привести к гипертонии, гастриту и язве желудка, к снижению иммунитета, нарушению эндокринных и репродуктивных функций и другим проблемам. Перегрузка гипоталамуса, миндалины, симпатической нервной системы ведет к нарушениям функций гормонов, внутренних органов, и нервной системы в целом.
Как развивается стресс
В заднюю часть гипоталамуса и миндалину приходят врожденно значимые сенсорные сигналы о «плохих» ощущениях: боли, горьком вкусе, переохлаждении, отвратительном запахе, очень громком звуке.
Еще один важнейший источник стресса – неудовлетворенные потребности, прежде всего биологические: голод, жажда, дефицит кислорода.
А также ограничение свободы передвижения (иммобилизация), негативные эмоции сородича (сопереживание) и др.
Если в организме присутствует хроническая боль или постоянно не удовлетворены какие-то потребности, которые ваш мозг считает очень важными, и, наконец, если приближается некая потенциальная опасность, какое-то значимое событие, то развивается стресс. При приближении неизвестной ситуации, пусть даже сулящей вам выигрыш, все равно возникает стресс, активируется вегетативная система, сердце стучит чаще.
Источником такой информации является кора больших полушарий (центры памяти, «речевая модель» внешнего мира).
Если эта ситуация происходит слишком часто и длится слишком долго, то возможно развитие нервного истощения.
Классик физиологии Ганс Селье[[19] ] в 1936 году ввел понятие стресса.
Стресс («давление», «напряжение») – неспецифическая реакция организма на сильное (очень сильное) воздействие. Воздействие может быть физическим или психологическим. Термин «стресс» используют также при описании соответствующего состояния нервной системы и организма в целом.
Ганс Селье показал, что слишком долгий стресс сначала приводит к тому, что организм на первом этапе привыкает к этому состоянию и некоторое время относительно стабильно существует в ситуации стресса. Но в конце концов даже у самого выносливого индивида силы кончаются, наступает так называемая фаза истощения, для которой характерны различные патологические изменения.
Стадии стресса по Гансу Селье:
1. Тревога;
2. Адаптация;
3. Истощение.
Кратковременный же стресс не всегда вреден, особенно если впереди ожидаются положительные эмоции. Он как бы будит тело, стимулирует внутренние органы, заставляет сердце биться чаще, прочищает сосуды. А длительный хронический стресс – это уже зло. С организмом в состоянии хронического стресса происходит слишком много разных негативных изменений.
Развиваются эффекты стресса в основном через гипоталамус и гипофиз. Две эти структуры оказывают ключевое влияние на вегетативную нервную систему, на гормоны стресса, на адреналин. Миндалина является главным центром, ответственным за влияние стресса на психическую деятельность. От миндалины сигналы уходят в ассоциативную лобную кору. Они накладывают серьезный отпечаток на наше поведение.
Из гипоталамуса и гипофиза сигналы передаются в основном внутрь организма, влияя на симпатическую нервную систему, меняя гормональный статус. Выделяется много адреналина, из-за постоянного стресса возникают проблемы с половыми гормонами.
В этой системе целостной нейроэндокринной реакции на стресс есть еще один важный участник, вклад которого стоит учитывать, – поясная извилина. Напомним, что она расположена на внутренней стороне больших полушарий над мозолистым телом и помогает ассоциативной лобной коре, сравнивая то, что получилось, с тем, что ожидалось. То есть в ней происходит сравнение реальных и ожидаемых результатов поведения. Соответственно, если результаты не совпали, это может быть источником отрицательных эмоций (см. предыдущую главу).
От поясной извилины сигнал может уходить на гипоталамус. Фрустрация, разочарование способны захватывать наш мозг. Взаимодействие поясной извилины с лобной корой является очень важным компонентом организации нашего поведения.
Сравнение того, что получилось, с тем, что ожидалось, – источник положительных эмоций, когда вышло, как мы хотели, и источник отрицательных, когда что-то пошло не так.
Эндокринная составляющая страха и стресса
Если при сравнении того, что получилось, с тем, что ожидалось, не обнаруживается совпадения, поясная извилина передает сигнал на гипоталамус, гипоталамус – на гипофиз и симпатическую нервную систему. Оба этих блока нашего организма способны влиять на надпочечники. Надпочечники – ключевая эндокринная железа, которая выделяет ряд гормонов, запускающих состояние повышенной активности многих внутренних органов. Это состояние требуется для интенсивного реагирования при стрессе, и ключевыми из этих гормонов являются адреналин и кортизол.
Адреналин выделяется так называемым мозговым веществом надпочечников, кортизол – корой надпочечников. Оба гормона активируют обмен веществ, адреналин заставляет сердце биться чаще, кортизол подавляет работу лейкоцитов. В небольших дозах это хорошо, а вот когда подобное воздействие становится хроническим, тогда начинают развиваться патологические изменения во многих органах, тают запасы энергии, ухудшается иммунитет.
Параллельно с этим симпатическая нервная система сама мощно влияет на внутренние органы. В этом случае выделяется вещество, которое называется норадреналин. Молекулы адреналина и норадреналина являются основными проводниками стресса. Химически они очень похожи, но адреналин использует эндокринная система, а норадреналин – преимущественно нервная (хотя небольшое количество норадреналина выделяет и мозговое вещество надпочечников – вместе с адреналином).
Адреналин активирует внутренние органы всерьез и надолго: сердце часами бьется чаще. Норадреналин (выделяясь из аксонов симпатических нейронов) обеспечивает быстрые реакции.
Например, вы идете по улице, вдруг сзади раздался громкий хлопок, и ваше сердце тут же забилось чаще. Эта реакция, идущая через симпатическую систему, является непосредственным результатом выделения норадреналина. А если у вас через два дня назначено какое-нибудь очень важное событие, о котором вы давно мечтали, то ваше сердце уже сейчас бьется чаще, и завтра будет, а уж в «час Х» частота сердцебиений просто зашкалит. Это действует адреналин, отвечающий за длительные реакции. Конечно, в жизни нужны оба варианта реагирования. Поэтому надпочечники и симпатическая нервная система работают совместно.
Длительная и сильная активация систем, обеспечивающих реакцию на стресс, ведет не только к истощению организма (по Г. Селье), но иногда выливается в депрессию.
Напомним, что депрессия – результат нарушения равновесия между центрами положительных и отрицательных эмоций, прежде всего из-за ослабления положительных эмоций (см. главу 2). Депрессия наступает, когда «жизнь не радует». Выделяют депрессивное поведение, связанное с текущими трудностями (ситуативная депрессия), и депрессивность как характеристику темперамента. Во втором случае психотерапия чаще оказывается неэффективной, выше опасность суицида, а использование антидепрессантов более актуально.
Антидепрессанты – препараты, активирующие серотониновые синапсы. Как известно, серотонин тормозит центры отрицательных эмоций. Дополнительно они могут усиливать и положительные эмоции (через норадреналиновые и дофаминовые синапсы).
Одним из важнейших факторов ситуативной депрессии является хронический стресс. При такой депрессии также помогут и транквилизаторы, и антидепрессанты, а самое главное, поможет понимание того, что конкретно провоцирует стресс. Убрав эту причину, можно ликвидировать напряжение и истощение, что будет самым конструктивным подходом к данной ситуации.
Управление страхами
Воздействие на центры негативных эмоций, центры страха активно используют те, кто хотел бы управлять, манипулировать поведением людей. Такая манипуляция используется в коммерческой и социальной рекламе, в политтехнологиях.
В религиозной и культовых практиках эксплуатируются страх смерти и посмертного наказания (например, страшный суд, круги ада, демоны и т. п.). Психолог может помогать вам идти по жизни, но ни один психолог не станет пугать клиента тем, что в результате неправильного поведения тот попадет в ад. Описания того, что будет с нами после смерти, – важнейший компонент любой религии, возьмем ли мы христианство, ислам или индуизм. В священных книгах обрисован огромный набор крайне неприятных воздействий на грешников, с которым все желающие, конечно, могут ознакомиться.
Маркетологи, которые пугают нас разными неприятностями, продают прежде всего лекарства. По телевизору часто показывают рекламу медицинских препаратов, вызывая у зрителей чувство страха за жизнь близких. Например, демонстрируют человека, у которого начались проблемы с сердцем, возможно, это инфаркт, в результате которого, как мы понимаем, он может умереть. И ему в рекламе тут же дают таблетки, чтобы этот инфаркт остановить. Раз! – кадр крутится назад, и теперь нам предлагают счастливый конец. Пугая человека смертью, рекламщики, конечно, используют очень сильный прием.
Страховщики нас тоже пугают. Пожаром, потопом, несчастными случаями и прочими неприятностями.
Активно использует негативные эмоции и социальная реклама, которая показывает всякие ужасы, но уже не для того, чтобы мы что-то делали, а для того, чтобы мы чего-то не делали. Политики также часто нагнетают страх у своих избирателей. Пугать – их типовой ход. Они считают, что без образа опасного и беспринципного врага их предвыборная программа будет беззубой, неинтересной.
В коммерческой рекламе, предъявляя товар, по-разному пугают мужчин и женщин. Так, при обращении к женщинам чаще всего идет апелляция к внешности: купишь крем – будешь красивая и молодая, не купишь – покроешься морщинами. В случае рекламы товаров для мужчин, большинству из которых собственная внешность не очень важна, под удар страха ставят иные сферы, например потенцию.
Социальная реклама решает важные общественные задачи. В социальной рекламе часто используется визуальная информация, имеющая негативный характер, в которой эксплуатируется страх, демонстрация неприятных исходов каких-то значимых ситуаций. Такая реклама часто имеет агрессивный характер и, как правило, показывает, «что будет, если не…» (например, реклама по борьбе со СПИДом, реклама ГИБДД о вождении в нетрезвом состоянии, без использования ремня безопасности). Один из самых жестких вариантов визуальной социальной рекламы, можно описать так: «Не разговаривайте по телефону с тем, кто за рулем, иначе кровь от ДТП может плеснуть вам прямо в лицо из трубки телефона».
Итак, в нашем мозге есть центры страха. Без их активации вряд ли получится прожить. Более того, если они не будут работать, у многих из нас появится ощущение неполноты психической жизни. Преодоление страха является отдельным источником радости.
Часть мозга, связанная со страхом, должна работать, иначе жизнь, как радуга, потеряет один из своих цветов. Если мы совсем ничего не боимся, то можем ощутить, что чего-то в жизни не хватает.
Пойти в кино, чтобы испугаться. Популярность фильмов ужасов
Бояться может быть даже интересно, а порой и нужно. Поэтому существуют особые ситуации, когда нам нравится, если нас пугают. О таком позитивном страхе говорится в мультике про котенка по имени Гав. Помните, что там произошло?
«Котенок и щенок спустились на первый этаж и сели на самой нижней ступеньке. "Нет, – сказал Гав, – здесь дождя совсем не слышно и поэтому бояться неинтересно. Я лучше пойду побоюсь на чердаке"».
Выделение адреналина, стресс, когда при этом ты знаешь, что всегда можно спуститься вниз и там безопасно, – это то, что нужно. Это такой «ненастоящий», в чем-то даже приятный страх.
Всемирно известный писатель Стивен Кинг в своей литературоведческой работе «Пляска смерти», посвященной жанру хоррор и фильмам ужасов, пишет: «Мы чувствуем себя относительно спокойно, лишь пока видим молнию на спине чудовища»[20]. Зритель должен понимать, что показанное на экране все равно не по-настоящему, потому что в тот момент, когда эпизод окажется слишком реалистичным, он действительно испугается и убежит из кинотеатра. Тогда ваши сборы окажутся явно ниже, чем вы ожидали. Должно быть видно, что это игра в страх, и такая игра для многих весьма привлекательна.
Когда Стивена Кинга спрашивали: зачем вы сочиняете ужасы, когда в мире и так хватает ужасов настоящих? Его ответ был таков: мы описываем выдуманные ужасы, чтобы помочь людям справиться с реальными. Конечно, явный меланхолик вряд ли пойдет на ужастик в кино, а вот холерик и сангвиник – пойдут. И флегматик – с ними за компанию. В итоге в кинематографе существует огромная сфера, которая эксплуатирует различные варианты ужасов – и фантастические, и мистические, и детективные.
Компьютерные игры и экстремальный спорт
Попадание в потенциально опасные ситуации и выход из них с честью, с победой, мощно бодрит наш мозг, стимулируя положительные эмоции. Для этого, например, придумываются и продаются компьютерные игры. Как правило, они затрагивают еще и другую составляющую «потребности в безопасности», запуская не столько пассивно-оборонительное, сколько агрессивное поведение. В современных компьютерных играх эмоции, стресс и адреналин гарантируются. Однако гораздо лучше, когда стресс разрешается через реальное активное движение, физическую нагрузку, спорт.
Но, как вы понимаете, спорт бывает очень разным. В сфере преодоления чувства страха работает экстремальный спорт. В этом случае человек попадает в некую потенциально опасную ситуацию, преодолевает ее, и выделяющиеся адреналин и норадреналин приносят положительные эмоции. Преодоление испытания увеличивает наше чувство безопасности. А когда оно усиливается – это очень важный фактор позитива, и его активно используют люди, склонные к риску. Очень многие готовы рисковать и соревноваться, чтобы преодолевать свой страх, ощутить прилив адреналина и радость победы!
Человек, который специально попадает в потенциально опасную ситуацию, чтобы потом из нее выбраться, и без этого уже не мыслит свою жизнь, по сути, зависим от норадреналина.
Такой индивид очень активно эксплуатирует те клетки мозга, которые выделяют норадреналин и гарантируют ему положительные эмоции.
Радость преодоления, или Эффекты действия норадреналина
Норадреналин, который уже был описан выше как медиатор симпатической системы, является также важным медиатором головного мозга. В ЦНС эффекты норадреналина можно определить как «психическое сопровождение стресса».
Он вызывает:
1. Общую активацию мозга (торможение центров сна, бессонница);
2. Увеличение двигательной активности (не сидится на месте);
3. Снижение болевой чувствительности (сильный стресс может вызвать анальгезию);
4. Улучшение обучения, запоминания (на фоне умеренного стресса мы быстро учимся избегать опасности) (см. рис. 4.3);
5. Положительные эмоции на фоне стресса (азарт борьбы, чувство победы).
Норадреналин в головном мозге вырабатывается нейронами, которые находятся в передней верхней части моста, в так называемом голубом пятне (см. рис. 4.3 внизу справа). Эта зона очень невелика, всего несколько миллионов клеток, но их отростки расходятся по всему головному и спинному мозгу и влияют на множество функций.
Зависимость от норадреналина, в частности игромания, является реальной проблемой. Ее лечат в тех же клиниках и теми же методами, что и классическую наркоманию.
Наркотическими свойствами обладает похожий на норадреналин эфедрин. Он является природным агонистом норадреналина. Это токсин голосеменного кустарника эфедры, служащий сырьем для изготовления лекарственных средств: бронхорасширяющих препаратов (применяемых при астме) и сосудосуживающих капель (при насморке). Однако из эфедрина могут быть получены эфедрон и первитин – сильные и опасные наркотики.
Подведем итоги нашей «страшной» главы.
В случае возникновения страха работают центры пассивно-оборонительного поведения и, если смотреть шире, центры отрицательных эмоций. Страх сигнализирует об опасности, и этим он полезен. Без него нам бы жилось хуже: без страха мы бы попадали в неприятные ситуации гораздо чаще и чаще бы наносили вред себе и окружающим.
Избыток страха (особенно фобии и панические атаки) вреден, так как ведет к росту тревожности, истощению организма и даже к депрессии. Поэтому нужно балансировать на некой оптимальной грани. Если же возник очень сильный страх, то следует обращаться либо к лекарственным препаратам, либо к психотерапии.
Конечно, нужно уметь видеть, как нами манипулируют с помощью страха маркетологи, политики и религиозные деятели. Нужно осознавать эти попытки, относиться к ним с пониманием и расшифровывать те подсознательные воздействия, которые на нас пытаются оказать.
Когда нам удается победить страх, мы испытываем положительные эмоции, и эти положительные эмоции могут быть важной составляющей нашей психической жизни.
Психическая жизнь в идеале должна быть максимально разнообразной, мы должны получать положительные эмоции из самых разных потребностей, только тогда наша жизнь будет полной и яркой.
Глава 5. Мозг: дети и родители
Детско-родительское поведение
Надеюсь, что, читая эту книгу, вы заметно продвинулись в понимании принципов работы мозга и периодически занимаетесь самоанализом: «Что я сейчас делаю? Почему именно это? Что на самом деле лежит в основе моих поступков? Какие потребности?» Учитесь узнавать, оценивать, контролировать и сдерживать свои потребности. Или, наоборот, активировать, если ничего не хочется, если ваше настроение становится похоже на депрессию. Когда ничего не хочется, нужно поискать, и, может быть, какая-то потребность откроется с новой стороны, заинтересует вас, вы начнете в нее всматриваться – и откроете новые пути и возможности.
Разбираться с программами родительского мозга и детского мозга («детско-родительское взаимодействие») очень важно и интересно. Это две разные группы программ, хотя они параллельно инсталлированы в нервной системе (прежде всего в переднем гипоталамусе). В нашем мозге присутствуют нейросети, которые обеспечивают привязанность к родителям, и нейросети, которые отвечают за родительское – отцовское или материнское – поведение.
Детско-родительское взаимодействие по классификации П. В. Симонова относится к группе зоосоциальных биологических потребностей.
Мы генетически настроены на то, чтобы их удовлетворять и испытывать при этом положительные эмоции.
Родительское поведение
Начнем с родительского поведения. Соответствующая потребность обычно захватывает человека не сразу, она может совсем молчать, пока у него нет детей. Зато потом, когда он становится родителем, эта потребность оказывается очень важной и активно себя проявляет всю оставшуюся жизнь. Потому что ребенка важно не только родить и вырастить до возраста посещения детского сада или школы, но и длительный срок заниматься его делами. Ему же потом надо поступать в университет, устраиваться на работу, заводить семью. А вам впоследствии воспитывать внуков.
Заботы, связанные с родительским поведением, являются очень важной частью психической деятельности человека. Они наполняет нашу душу как мощными радостями, так и глубокими огорчениями, как и всякая серьезная биологическая потребность.
Кроме детско-родительского взаимодействия в группу зоосоциальных потребностей попадают половое поведение, стремление занять свое место в социуме (в том числе лидировать), сопереживание. Половое поведение – это, конечно, прекрасно, но многие связанные с ним положительные эмоции – это, по сути, лишь «приманка», которая заставляет умный и самодостаточный мозг человека заняться размножением. А заняться этим нужно, чтобы появились дети. Потому что с биологической точки зрения организм, который не оставил потомков, прожил зря, его гены пропали. Можно, конечно, рассуждать о вкладе в культуру и историю человечества, но это уже более тонкие сферы, а вот с точки зрения биологии если у вас нет детей, то ваше уникальное сочетание аллелей различных генов (некоторые из которых, возможно, очень адаптивны и эффективны) кануло в Лету. И вы не выполнили свою самую главную биологическую задачу.
Родительское поведение – великий двигатель всей эволюции животного мира и очень важная составляющая нашей психической жизни.
Как родительское, так и детское поведение связано с передней частью гипоталамуса, где находятся нервные клетки, отвечающие за различные программы, обеспечивающие воспроизводство. Там же находятся и центры полового поведения, и отсюда же генерируется родительская и детская привязанность.
Контролирует эти типы поведения также миндалина, которая более значима в случае оборонительной потребности, а в случае детско-родительского взаимодействия скорее блокирует его избыточные проявления. Важную роль играет и прилежащее ядро прозрачной перегородки (n. accumbens). Напомним, что эта структура находится в передней части базальных ганглиев («вентральный стриатум»). Она является главным центром положительных эмоций, в том числе эмоций, связанных с заботой о потомстве.
Запуск программ родительского поведения зависит от типичного набора факторов – генетических, гормональных, сигналов из внутренней и особенно внешней среды организма. Также он зависит от «индивидуальной истории», начиная с особенностей собственного пренатального развития и заканчивая накоплением опыта родительской заботы при появлении на свет очередного отпрыска.
Важно, конечно, понимать, что родительское поведение, детское поведение и связанные с ними реакции являются тонко сонастроенной системой. Мать и дитя в очень значительной степени замкнуты друг на друга, особенно в первые месяцы жизни новорожденного. Состояние младенца очень мощно отражается на психологическом статусе матери, а состояние матери – на функционировании нервной системы и всего организма ребенка. И хотя это разные программы в разных нервных системах, но функционируют они порой удивительно согласованно.
Программы как родительского, так и детского поведения в своей основе врожденные, поэтому они не очень точные и нуждаются в дополнительной настройке. По ходу жизни, когда данные программы начинают реализовываться, к ним за счет процессов обучения быстро добавляются приобретенные реакции. Логику этого процесса мы уже рассмотрели в предыдущей главе, когда соответствующее поведение запускается исходно незначимыми стимулами, предшествующими получению положительного подкрепления. В результате, например, самка белой крысы, не очень уверенно взаимодействовавшая со своим первым выводком, при повторных родах реализует программы материнской заботы быстрее и эффективнее. Напомним, что такое обучение происходит в коре больших полушарий. Надо также отметить процессы автоматизации движений, захватывающие прежде всего мозжечок. В этом случае, по мере повторов действий и накопления моторного опыта, самка все четче реализует реакции (в своей основе врожденные) груминга потомства, его кормления, постройки гнезда, требующие сложной координации самых разных мышечных групп. В результате родительское поведение животного становится гораздо более адекватным, а в человеческом случае – гораздо более осмысленным.
Еще одно существенное замечание: для детского и особенно для родительского поведения чрезвычайно важны гормональные факторы. Гормоны насыщают организм матери во время беременности, а затем очень мощный гормональный всплеск случается во время родов, и эти гормоны являются ключевыми факторами, запускающими материнское поведение и выработку молока. Потом по ходу лактации (кормления новорожденного грудью) гормоны удерживают уровень родительской заботы на высоком уровне.
В целом формируется и достаточно длительное время существует уже упомянутая замкнутая система «мать – ребенок», которая очень важна для нашей цивилизации.
В музеях всего мира можно видеть множество артефактов, которые возникли в разные эпохи, но говорят об одном и том же – о гигантской значимости этой системы. Вы можете увидеть и египетскую статуэтку, и статуэтку майя, африканскую, индийскую, средневековую и современную, всё подобно, везде одно и то же: в позе кормления мать и дитя объединяются в единое целое. Такое единение – один из истоков нашей культуры и вообще жизни. Это колоссально важно. Это единение освящено философскими системами и религиями, особенно момент родов и процесс кормления грудью.
А представьте себе, что женщины как-то иначе производили бы потомство на свет (например, несли яйца или использовали сумку наподобие сумки кенгуру). Или иначе бы кормили (например, как коалы). Или, как белой крысе, им нужно было бы вылизывать животик младенца, чтобы он мог опорожнить свой кишечник! Тогда наша цивилизация выглядела бы иначе, но при этом все перечисленные процессы, без сомнения, все так же воспринимались бы как сакральные, полные не только конкретного физиологического, но и возвышенного эзотерического смысла…
Когда физиологи изучают материнское и детское поведение, их, конечно, интересуют базовые биологические вопросы: какие отделы мозга и какие нейроны отвечают за возникновение реакций, какие медиаторы и гормоны работают, что нарушается при, например, аутизме или материнской депрессии, и, наконец, каковы пути коррекции качества и адекватности материнско-детского взаимодействия.
Физиологи, изучающие механизмы материнского поведения, в основном работают на белых крысах. Однако те проявления потребностей матери и детенышей, которые наблюдаются у грызунов, конечно, очень близки к соответствующему поведению как человека, так и всех высших млекопитающих.
Если мы хотим изучать детско-материнское взаимодействие на крысах, мышах, морских свинках, сначала надо придумать методики и определиться, как и что измерять. Известно, что основными составляющими материнского поведения грызунов являются: кормление и груминг новорожденных, строительство гнезда, переносы новорожденных в гнездо и материнская агрессия.
Для исследований в простейшем случае можно взять кормящую маму-крысу с детенышами. У крыс, как известно, детеныши рождаются совсем маленькими, голыми, незрячими, глухими, и только к двум неделям у них вырастает шерстка, открываются глаза и слуховые проходы. Мы видим, что мама-крыса проводит массу времени, ухаживая за детенышами, например переносит их в безопасное место, складывает их в кучку, присыпает опилками, кормит их, греет, вылизывает.
В клетку можно поставить видеокамеру и далее наблюдать, что там происходит. Но тогда мы часто вынуждены довольно долго ждать, чтобы произошло что-то интересное. Поэтому в подобных экспериментах крыс очень часто помещают в искусственные условия, например в описанный ранее крестообразный приподнятый лабиринт. Можно весьма эффективно использовать специальную ситуацию, где мозг животного будет вынужден проявить реакцию тревожности, или исследовательское поведение, или, например, материнское поведение.
Тест, который мы используем в своих экспериментах, выглядит вот как. Берем маму-крысу, скажем на пятый день после родов, и помещаем ее на две минуты на небольшую круглую арену (диаметр около 1 м), окруженную стенкой. Там горит красный свет, и самка ходит, исследует и, вероятно, немножко волнуется: «А дети-то где, как же они без меня?» Дальше, через две минуты, в центре этой арены, которую принято называть «открытое поле», появляется стеклянная чашка Петри, где лежат три ее детеныша. Мама рада, конечно, детенышам, но видит непорядок. Не должны дети лежать в центре открытого пространства, это плохо. И она их начинает брать и уносить под стенку. Она, очевидно, считает, что в таком символическом укрытии малышам все же безопаснее. Перетащив детенышей, крыса садится рядом и начинает их, как правило, вылизывать.
Последние две минуты теста – то же самое, но при ярком свете. Крысята опять оказываются в чашке Петри, а яркий свет, казалось бы, должен крысу-маму испугать. Она должна затаиться, ведь крысы не любят чрезмерной иллюминации. Но нет, детеныши оказываются важнее, и на фоне яркого света материнское поведение самки, как правило, активизируется. Она начинает более энергично, быстрее перетаскивать детенышей. У нее наблюдается очень характерное проявление того, что русский физиолог А. А. Ухтомский[[21] ] назвал «принцип доминанты». Согласно этому принципу более мощная потребность способна «впитывать» энергию других потребностей («конкурирующих программ») и еще более активироваться. В данном случае потенциально опасная ситуация усиливает материнское поведение.
В реальных условиях это может перерастать даже в материнскую агрессию: «Я за своего детеныша всех перекусаю» – типичное поведение кормящей матери.
И, как показывает жизнь, так происходит не только у животных, иногда мы видим человеческих мам, которые настроены более чем агрессивно.
Кстати, белые крысы в целом спокойные и дружелюбные существа. Их, как известно, селекционеры вывели из серых крыс, ведя в течение десятилетий отбор на снижение агрессивности. В итоге, если к обычным белым крысам в клетку вы опускаете свою руку, они ведут себя вполне спокойно, не кусаются и не царапаются. Исключением являются кормящие крысы-мамы. Такая крыса может вас укусить: «Ничего личного, куда ты лезешь, здесь же дети. А дети – это святое!»
В подобных экспериментальных условиях мы можем видеть, как проявляется материнское поведение, насколько быстро происходят упомянутые переносы и вылизывания детенышей. Так физиологи могут анализировать уровень материнской мотивации и его нарушения. Например, изучать модели материнской депрессии у женщин и пытаться как-то корректировать такие состояния, искать эффективные и специфические лекарственные препараты.
Что мы знаем о центрах материнского поведения (рис. 5.1), которые управляют реакциями крысы в самых разных условиях?
Рис. 5.1. Вверху: наиболее значимые центры мозга млекопитающих, активирующие материнское поведение (1 – n. accumbens, 2 – ядра переднего гипоталамуса, 3 – покрышка среднего мозга).
Внизу на схеме: основные связи и эффекты этих центров. Торможение (угнетение) материнского (родительского) поведения могут осуществлять центры, связанные со стрессом, страхом, агрессией
Во-первых, это передний гипоталамус. Во-вторых, прилежащее ядро прозрачной перегородки, n. accumbens – главный центр положительных эмоций. Активация их нейронов ведет к генерации веществ (гормонов и нейромедиаторов), которые вызывают позитивные переживания в ситуациях взаимодействия с детенышами, типа «Ми-ми-ми, какой миленький, какой хорошенький». Они активны, когда мы заботимся о детях, и можно сказать, что отвечают за родительское счастье. Еще важна покрышка среднего мозга, которая за счет выделения дофамина влияет на прилежащее ядро. Удовольствие от материнского, родительского поведения во многом дофаминовое, и это логично, поскольку многие варианты родительских реакций требуют активной деятельности. То есть надо не просто любить детеныша, а что-то энергично для него делать: кормить, ухаживать, окружать комфортом – в общем, делать его счастливым, хотя порой это ограничивает свободу детеныша, но это отдельная история.
Гормональное обеспечение родительской мотивации
Ключевую роль в запуске и поддержании родительской мотивации играют гормоны, которые обеспечивают сначала беременность, а потом роды. Вот эти четыре гормона: пролактин, окситоцин, эстрогены, прогестерон. Они расположены в порядке снижения значимости.
Прогестерон – самый скромный в этом ряду, вообще он нужен для того, чтобы нормально формировалась и работала плацента. Он способствует обеспечению контакта между мамой и эмбрионом.
Эстрогены – это базовые гормоны женской сферы, они важны как для полового поведения, так и для родительского, материнского.
Окситоцин и пролактин – в данном случае ключевые гормональные факторы.
Пролактин стоит на первом месте: он сильнее всего влияет именно на родительское поведение. Название «пролактин» произошло от слова lac – молоко. Этот белок был обнаружен и описан как гормон, который влияет на функционирование молочной железы, на лактацию. И чем его больше, тем больше клетки молочной железы вырабатывают и выделяют молока. Концентрация пролактина в течение беременности нарастает. Когда наступает первая беременность, молочная железа очень сильно перестраивается, так как ей нужно во время беременности изменить свою структуру и подготовиться к выработке молока. Это и обеспечивает пролактин. Затем происходит мощный пролактиновый всплеск во время родов, который запускает лактацию, то есть выделение молока. Для выживания детеныша нужно, чтобы молочная железа начала вырабатывать пищу, это очень важно. Одновременно пролактин активирует центры материнского поведения.
Концентрация окситоцина, так же как и пролактина, нарастает во время беременности, и огромный выброс его происходит во время родов, потому что именно окситоцин запускает сокращения матки. Роды – окситоциновый процесс. Потом, после родов, окситоцин важен для того, чтобы обеспечивать сокращение протоков молочной железы и выделение молока. Получается, что пролактин дает само молоко, а окситоцин управляет его выводом из железы, что позволяет детенышу им питаться.
Огромный пролактино-окситоциновый всплеск в момент родов активирует, порой с нуля, центры материнского поведения.
Включить впервые материнское поведение для организма – это настоящий нейрофизиологический подвиг.
Представьте себя на месте крысы: жили вы, жили, и вдруг из вас выпали розовые комочки. Что с ними делать? Мозгу нужно объяснить, что это не еда, это не опасность и этих детенышей нужно вылизывать, кормить, защищать, строить гнездо. Включаются те программы, которые вообще не работали, и при этом выключается многие важные, ранее работавшие программы. Идет полное переформатирование нервной деятельности.
Недаром физиологи как бы в шутку говорят, что у человека есть три пола: один пол – мужчины, другой пол – женщины, а третий – беременные и кормящие женщины. Беременность и грудное вскармливание подразумевает совершенно особый статус нервной системы со своими приоритетами.
Переход к материнскому поведению очень важен и сложен, и в первый раз иногда оно включается плохо, потому что у самки есть только врожденные программы. Поэтому мы видим, что у многих домашних животных – кошек, собак – с первыми родами бывают проблемы. Первый раз котята, щенята плохо выкармливаются, часто гибнут, потому что молодая неопытная мама не понимает, что ей делать. Но дальше очень быстро над этими врожденными и довольно неточными программами надстраивается обучение, и получается все лучше и лучше. Конечно, если детенышам повезет, то и первый выводок будет прекрасно себя чувствовать, а при вторых и третьих родах все идет, как правило, просто отлично.
Облегчить эту ситуацию можно за счет предварительного контакта самки с чужими детенышами этого же вида. Этот контакт характерен для животных, которые формируют сообщества, например для крыс. Крысы в природе живут большой стаей, как правило, эта стая – потомки одной родительской пары и у нее есть общий запах. У крыс о детенышах заботится самка, взрослые самцы к ним не допускаются, а вот детеныши-подростки допускаются. Мама спокойно относится к их приближению, и детенышам-подросткам в возрасте 30–40 дней (что примерно соответствует человеческим 12–15 годам) позволяется контактировать с новорожденными. Можно наблюдать, что они их охотно вылизывают, трогают. При этом происходит предварительное «тестирование» программ родительского поведения. Это напоминает человеческую детскую игру в куклы.
Игра с куклой, похожей на младенца, в которую девочка, а иногда и мальчик играет, – это, по сути, тоже подобный «пробный» запуск программ родительского поведения.
У крыс существует похожая ситуация, по крайней мере в стае, в природе.
Такая же ситуация существует в обезьяньих стаях или, например, в стаях сурикатов. Обезьяны-подростки охотно играют с маленькими детенышами, и для этого у них есть специальные коммуникативные сигналы. Скажем, стоит шимпанзе-мама, рядом ее маленький детеныш и подросток. Подросток издает специальный сигнал, который обозначает: «Я буду с ним только играть». Во время игры он все время улыбается маме малыша: «Я с ним буду очень аккуратно играть» – и под строгим взглядом мамаши общается с совсем юным детенышем, набирая нужный жизненный опыт (и получая положительные эмоции).
Во время беременности крысиный мозг не очень ориентирован на детенышей. Беременная самка крысы на чужих детенышей реагирует довольно негативно. Этому способствует специфический запах детеныша, который через обонятельные луковицы запускает избегание. Но в тот момент, когда стартовало материнское поведение, когда заработали ядра переднего гипоталамуса, происходит торможение этого запахового рефлекса. Делает это гипоталамус, прежде всего под влиянием окситоцина и пролактина, и дальше запускаются специфические родительские реакции.
Помимо гормональных факторов, на усиление и проявление материнской мотивации огромное влияние оказывают сенсорные сигналы, поступающие от детенышей: их внешний вид, запах, звуки, писки, которые они издают. Все это очень значимо, влияет и определяет поведение матери, поведение родителей. Родителей, потому что далеко не у всех млекопитающих только мама заботится о детеныше. Есть немалое количество видов, для которых характерна biparental care, то есть оба родителя ухаживают за новорожденными. Мы, Homo sapiens, относимся именно к этой категории: мозг мужчины тоже ориентирован на то, чтобы заботиться о маленьких, беспомощных существах.
Когда мы говорим о замкнутой системе мама-ребенок, в числе прочего имеется в виду нейроэндокринная рефлекторная дуга, которая в самом буквальном смысле объединяет женщину и новорожденного в момент кормления. Когда ребенок сосет материнскую грудь, сигналы механической стимуляции соска передаются прямо в гипоталамус, и в ответ на эти сигналы гипоталамус командует гипофизу: «Больше пролактина! Больше окситоцина! Молоко кончается». Возникает петля положительной обратной связи: чем больше ребенок сосет материнскую грудь, тем больше выделение молока и заодно выше уровень материнской мотивации, а также сильнее положительные эмоции от кормления.
Следовательно, природа сделала так, что механическая стимуляция соска способна быть стимулом, вызывающим весьма мощную эйфорию (сосок является одной из важных эрогенных зон). Многие женщины при кормлении грудью испытывают сильные эмоциональные переживания, а некоторые готовы кормить ребенка до двух-трех и более лет. Они рассуждают: «Ему же приятно, и мне приятно». Однако в этом случае психологи и психоаналитики ссылаются на Зигмунда Фрейда, который предостерегал против избыточных проявлений материнской заботы, указывая на задержку фаз развития.
Разберемся подробнее с природой важнейших гормонов, обеспечивающих родительское поведение (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Вверху представлена нейроэндокринная рефлекторная дуга, приводящая к усилению выделения пролактина и окситоцина при кормлении грудью (механическая стимуляция соска младенцем).
Окситоцин и пролактин, краткая характеристика которых дана в нижней части рисунка, в свою очередь, активируют как работу молочных желез, так и родительскую мотивацию
Пролактин – белок, крупная молекула, которая в ходе эволюции позвоночных появляется весьма рано. Уже у рыб это вещество отвечает за выработку слизи, покрывающей тело. У некоторых видов рыб мальки этой слизью могут питаться. Идея создать в своем теле что-то, что могло бы кормить детеныша, оказывается очень прогрессивной и максимального развития достигает у млекопитающих. Пролактин, кроме того, регулирует родительскую заботу у тех рыб, которые следят за своей икрой и мальками, охраняют их (например, у маленькой, но весьма агрессивной колюшки).
Развитие молочных желез на фоне выделения пролактина, интенсивная лактация – это ноу-хау млекопитающих. Конечно, и у птиц есть похожие механизмы, но млекопитающие в этом смысле достигли совершенства. Пролактин действительно играет роль главного фактора, усиливающего родительское поведение. В том числе он функционирует и в мужском организме. В организме женщин у пролактина две функции: выделение молока и материнская мотивация. У мужчин пролактин тоже имеется и отвечает за отцовскую потребность, отцовскую мотивацию.
Чем больше у мужчины в крови пролактина, тем больше он ориентирован на детенышей, на заботу о потомстве.
Секретная информация для девушек: вы теперь, надеюсь, понимаете, какую именно часть тела вашего молодого человека нужно стимулировать, чтобы он хотел детей и больше заботился о них. Потому что описанная выше нейроэндокринная рефлекторная дуга работает и в мужском организме.
Научные исследования, анализирующие не только материнское, но и отцовское поведение, очень актуальны. Интересные данные опубликованы, например, в журнале «Антропология». Ученые измеряли уровень пролактина у молодых людей в 18–19 лет, а потом еще раз у этих же мужчин в 25 лет (работа проведена в Юго-Восточной Азии). Оказывается, что чем больше было пролактина у молодого человека в молодости, тем чаще такой человек вступал в брак и заводил большое количество детей. Эта связь лежит на поверхности. Но жизнь сложнее, чем нам хочется, и некоторые молодые люди, у которых в юности было мало пролактина, к 25 годам тем не менее обзавелись семьей и значительным количеством детей. Так вот, у таких мужчин в 25 лет обнаружился высокий уровень пролактина.
Когда у мужчины много детей и он постоянно контактирует с ними, пролактина образуется тоже много. Этот нейроэндокринный блок нашего организма работает весьма гибко, и, если вы все время видите и слышите новорожденных, обоняете их запах, пролактин начинает расти. При этом вам все больше будет нравиться взаимодействие с младенцем, вы будете испытывать все больше положительных эмоций. Но бывают и отклонения (например, родительская депрессия). В норме даже у шимпанзе и горилл, где самцы не принимают явного участия в выращивании потомства, самцы потрясающе позитивно относятся к детенышам. Маленьким детенышам все позволяется – брать еду из-под носа вожака, дергать его за хвост, так как в мозг самца тоже заложено: дети – это «святое».
Окситоцин – маленькая молекула, в ней всего девять аминокислот. Окситоцин сейчас очень активно исследуется. Он, судя по всему, является главным медиатором, отвечающим за привязанность, причем не только детско-родительскую, но и при взаимодействии полов, и при возникновении дружеских отношений.
Окситоцин, судя по всему, главный гормон привязанности. Окситоцин делает нас более щедрыми, альтруистичными, правдивыми.
Но, правда, в основном по отношению к своей семье, своей стае, своей компании. А по отношению к чужим он может даже усиливать агрессивность.
Окситоцин сейчас рассматривается как универсальный фактор усиления привязанности. Если вы наберете, например, в интернете «окситоцин» и «назальный спрей», то увидите, что к продаже предлагаются особые флакончики (вроде тех, которые используются при насморке или астме) для введения окситоцина в нос. Видимо, если вам вдруг совсем уже непросто стало с вашими детьми или родителями или ваш партнер вам надоел, а может – вы ему, то есть шанс что окситоцин поможет…
Маркетологи возлагают на окситоцин очень большие надежды, хотя строгих научных исследований пока еще очень мало. Представьте себе, что вы берете кредит в банке или машину покупаете, а за спиной у вас продавец распрыскивает окситоцин, и ваш мозг решает: «Да, условия сделки просто отличные, и сам сотрудник фирмы такой симпатичный».
Надеюсь, что в реальности такие действия без согласия клиента или пациента строго запрещены, но тем не менее к окситоцину сейчас огромное внимание. Еще раз подчеркнем, что он является ключевым соединением, усиливающим привязанность в целом ряде ситуаций. Это прежде всего физический контакт двух людей. Во время секса из задней доли гипофиза выделяется огромное количество окситоцина. Поцелуи, объятия или даже просто рукопожатие тут же повышают количество окситоцина в крови.
Итак, очень легко увеличить уровень окситоцина в организме. Если вы от всей души обниметесь с кем-то, сразу сможете почувствовать, как изменилось ваше состояние. Кому некого обнять, обнимите хотя бы себя. Это называется позой одиночества, но даже в этой позе человек ощущает, что мир стал как-то лучше. Еще можно обнять мягкую игрушку или домашнее животное…
Самое мощное выделение окситоцина, как уже говорилось, происходит во время родов. Роды – это гигантский всплеск концентрации данного вещества, которое связывает маму и ребенка. Важно знать, что, во-первых, решение о родах принимает ребенок. Мозг ребенка понимает в какой-то момент: все, тесно и пищи маловато, хочу наружу. И выделяет фактор, который вызывает выброс окситоцина гипофизом мамы, поскольку в этот момент мама и ребенок – гормонально единое целое (пока функционирует плацента). Далее этот окситоциновый всплеск запускает сокращения матки. Одновременно материнский окситоцин влияет на мозг ребенка, устанавливая привязанность ребенка к маме.
Таким образом, момент родов чрезвычайно важен с самых разных точек зрения. Недаром в психологии существуют целые теории, которые выводят характер человека из того, как он рождался. Если вам не удалось сразу родиться и вы пять часов бились макушкой о шейку матки, то характер у вас будет упорный, а с другой стороны, вы будете подозрительно относиться к окружающему миру. А если вы родились легко, раз! – и выскочили наружу, то, соответственно, вам будут присущи легкость и оптимизм. Все эти утверждения, конечно, сложно назвать научными (по крайней мере, их никто не проверял строго научными методами – с корректно рандомизированными и достаточно большими по числу участников группами в лонгитюдных исследованиях). Но определенное зерно здравого смысла в них все же есть: стресс, связанный с появлением на свет, никто не отменял…
Окситоцин, конечно, присутствует и в крови бабушек и дедушек.
Бабушки, как и дедушки, составляют отдельную категорию взрослых особей, их наличие – достижение весьма немногих высших стайных млекопитающих.
У большинства млекопитающих самка рожает всю жизнь и в итоге часто погибает во время очередных родов. А у обезьян, слонов, дельфинов, людей существует особый период жизни самки – климакс. В какой-то момент организм пожилой самки перестает генерировать яйцеклетки. Она прекращает подвергать свой организм тем перегрузкам, которые свойственны беременности и родам, потому что это на самом деле очень серьезные риски. И переключается на выращивание внуков. Наличие бабушек, характерное для высших млекопитающих, позволяет мудрым старым женщинам показывать бестолковым молодым мамашам, что надо делать с ребенком. Потому что, когда у вас впервые появляется ребенок, бабушка, которая уже семерых родила и вырастила, конечно, очень уместна.
Существует документальный фильм про слонов, где есть эпизод, наглядно показывающий, зачем нужны бабушки. Маленький слоненок упал в ямку, и бестолковая молодая мамаша тянет его за хобот и уже почти оборвала, но, к счастью, прибежала бабушка-слониха, оттолкнула маму плечом и под животик хоботом аккуратно ребенка из ямки вынула. А молодая мамаша стояла рядом, хлопала ушами, смотрела и училась. Потому что сложно без бабушек (ну и без дедушек, конечно).
Мы врожденно знаем, как выглядит детеныш. Наш человеческий мозг благодаря генетической программе представляет, что у младенца должна быть большая голова, большие глазки, он должен быть пухленький, с короткими ножками-ручками. Если все эти младенческие признаки присутствуют, тогда наш мозг начинают захлестывать волны окситоцина. Не только человеческие детеныши в эту категорию попадают, но и котята, щеночки, птенчики и, конечно, мягкие игрушки. Если вы видите мягкую игрушку и вам хочется ее купить и обнять, то в ней, скорее всего, есть что-то похожее на тот самый детский образ. И Микки-Маус, и Чебурашка попадают в одну и ту же точку, являясь неким подобием маленького ребенка. Образ младенца эксплуатирует, дергает ниточки нашей родительской потребности, заставляет проявлять заботу об этих маленьких и симпатичных существах.
Естественно, мама-крокодилица совершенно по-другому видит идеального детеныша, и маленькое пушистое существо для нее скорее пищевой объект. Или, например, маленькая птичка пеночка, которая выкармливает кукушонка. С точки зрения пеночки, птенец – это большой, ярко окрашенный рот. И чем он больше, тем лучше, тем больше она его любит и запихивает туда мушек и мошек, а кукушонок этому очень рад.
Образ детеныша маркетологи часто используют в рекламе, и это действует совершенно безотказно.
Даже не важно, что рекламируется: доказано, что, если просто повесить большой плакат с улыбающимся младенцем в магазине, продажи увеличиваются. Мозг «усредненного» покупателя начинает более позитивно реагировать на происходящее и отчасти теряет бдительность. Не то чтобы продажи росли в разы, но даже увеличение оборота на 2–3 % в масштабах большого супермаркета вполне заслуживает внимания. А если идет реклама какого-то специфического «детского» продукта (памперсы, игрушки, адаптированное питание), тут без комментариев все понятно. Вообще, принято считать, что дети достойны лучших товаров, все лучшее – детям! Это такой слоган, против которого практически невозможно устоять. Поэтому детские товары, как правило, дороже, чем аналогичные товары для взрослых.
Рекламщики, конечно, дергают за ниточки множества потребностей, в том числе и за нить, ведущую к центрам родительской мотивации. Хотя реальная ситуация сложнее. Как известно, существует законодательное ограничение использования детей в рекламе. Дети могут присутствовать только в рекламе товаров, связанных с детьми. Все остальное запрещено и может быть наказуемо.
Поговорим теперь об «истинных» медиаторах – веществах, которые не выполняют очевидной параллельной эндокринной функции. В случае материнского поведения основную активирующую роль, связанную с генерацией положительных эмоций, играет дофамин. Про него уже не раз шла речь, когда мы рассматривали другие варианты позитивных переживаний (например, он выделяется в ходе поедания пищи). При рассмотрении материнского поведения дофамин очень важен.
Вспомним, что дофаминовые положительные эмоции проявляются в основном тогда, когда требуется активное поведение. Если вы бежите и кричите от счастья, то это дофамин. А если вы тихо лежите и думаете: «Как хорошо…» – то это опиоиды (эндорфины) – другой класс нейромедиаторов. Эндорфины, кстати, не помогают материнскому поведению, мать должна быть активной. Лежать и млеть от материнского счастья, в то время как ребенок описался, – неправильно. Мама должна оперативно реагировать на потребности ребенка и вовремя менять пеленки и памперсы.
С дофамином все тоже не очень просто, потому что он в пределах гипоталамо-гипофизарной системы выполняет очень локальную, но важную функцию – торможение выделения пролактина. Эта функция абсолютно никак не связана с генерацией положительных эмоций, управлением движениями и т. п. Наш мозг в принципе так устроен, что одно и то же вещество (один и тот же медиатор) в каком-то определенном блоке нервной системы выполняет одну задачу, а в другом – совсем другую. Порой эти задачи даже могут конкурировать. Ведь главное – результат. В гипофизе происходят свои процессы, в базальных ганглиях свои, и в норме все получается хорошо.
Но, если мы, например, берем молекулу, похожую на дофамин, и вводим ее в качестве лекарства (в виде таблетки или инъекции), в этом случае она одновременно попадает и в центр положительных эмоций, и в гипофиз. И оказывается, что гипофиз в этой ситуации более чувствителен. Как правило, введение дофаминоподобных препаратов снижает родительское поведение, родительскую мотивацию. Это очень существенно для клиники, потому что известно, что некоторые препараты для лечения паркинсонизма тормозят центры родительского поведения. При наркомании получается аналогичная ситуация, поскольку многие наркотики: амфетамин, кокаин, дофамин – подобны по своей природе и блокируют родительское поведение.
Если дофамина в центрах положительных эмоций слишком много, это может превращаться в чрезмерную заботу о детях. В таком случае иногда возникает материнский психоз, родительская мания. Можно предположить, что женщина с избытком дофамина в мозге и сверхактивированным передним гипоталамусом способна даже украсть чужого ребенка. Это никто не проверял, и это, конечно, аномалия, патология, но, к сожалению, такое случается на самом деле. Есть статистика преступлений, когда такие женщины похищают детей из колясок, из роддомов. Кстати, кража младенцев зафиксирована и при изучении поведения человекообразных обезьян.
К счастью, до подобного рода воровства дело доходит редко. А вот ситуация родительской гиперопеки знакома, вероятно, многим, особенно если в семье растет единственный ребенок. Порой элементы «материнства» или «отцовства» прослеживаются и в отношениях партнеров по браку – вспомните знаменитые персонажи «Покровских ворот» Льва Хоботова и его бывшую супругу Маргариту Павловну…
Проблема материнской депрессии
Итак, существует материнский психоз, родительская мания. Однако заметно чаще встречается обратная ситуация – материнская депрессия, когда родительские программы не включаются в должной мере. И появление ребенка на свет, это прекрасное событие, почему-то маму либо папу не радует. К сожалению, это не такая уж редкая проблема, и ее первопричиной являются все те же гормоны (рис. 5.3).
Рис. 5.3. В таблице представлены наиболее значимые проблемы (нарушения) детско-родительского взаимодействия и их вероятные причины
Действительно, пик пролактина и окситоцина приходится на момент родов, а потом концентрация, по сравнению с моментом появления младенца на свет, падает. Особенно окситоцина. Иногда на фоне такого падения центры материнского поведения не включаются или включаются плохо. Женщина ждет, когда наступит радость от общения с ребенком, а радости нет. А есть переживания: «И что теперь? Вот оно родилось, и теперь нужно его 24 часа в сутки кормить, ухаживать, а мне хочется спать, а оно все пищит…»
Отдельные симптомы материнской депрессии проявляются в течение первых месяцев после родов почти у половины женщин. А признаки серьезного расстройства можно зарегистрировать у каждой десятой (или даже восьмой) роженицы. В этом случае требуется как минимум понимание происходящего, помощь окружающих, психотерапия, поскольку, еще раз подчеркнем, ребенок и мама – система с сонастроенными и очень тесно связанными элементами, и если маме плохо, то и ребенку нехорошо. А то, что ребенку нехорошо, отражается на маме, и дальше система существует в таком деформированном статусе.
Существуют, конечно, и негормональные предпосылки материнской (иначе – послеродовой, postpartum depression – PPD) депрессии. Вот они: склонность к депрессии как таковой вне связи с родами, низкий уровень образования, прием психотропных препаратов (крайний случай – наркомания). Достоверно коррелирует с развитием послеродовой депрессии низкий вес ребенка. Серьезный стресс во время беременности в три (!) раза увеличивает вероятность PPD. В общем, существует целый ряд факторов, которые позволяют прогнозировать или, по крайней мере, отслеживать нарушения родительской мотивации.
Важно, чтобы женщина, которая родила, понимала, что эти симптомы связаны с тем, что ее мозг не совсем правильно работает. Не с тем, что она плохая или ребенок какой-то не такой, а с тем, что у нее временные трудности, которые надо преодолеть. В этом случае действительно важна психотерапия, потому что в этой ситуации лекарствами женщине особо не поможешь – она же кормит грудью. Любой лекарственный препарат, который мама получила, попадает в молоко и переходит в ребенка. Обычные антидепрессанты в таком случае лучше не применять. Материнская депрессия – весьма распространенная проблема, о которой женщины часто не знают и не подозревают, а попав в такую ситуацию, скрывают свое состояние. Необходимо писать и говорить про это «на всех углах», так как существуют варианты психотерапии, которые позволяют быстрее решить данные родительские проблемы.
Одна из причин материнской депрессии таится в казеинах молока.
Молоко, которым мама кормит ребенка, содержит белки-казеины, и эти белки очень важны для новорожденного. Они – не только питание и строительный материал для организма младенца. Из них, кроме того, по ходу переваривания выщепляются гормоноподобные фрагменты, которые улучшают работу кишечника, иммунитет, состояние нервной системы. Один из таких фрагментов (бета-казоморфин-7) похож на опиоидные пептиды. Действуя на мозг ребенка, он вызывает состояние успокоения, положительные эмоции, ощущение безопасности. Все это очень хорошо, полезно для малыша.
Но если у мамы проблема с молочной железой, например воспаление, то эти самые казеины могут расщепляться прямо у нее в молочной железе. Опиоидные фрагменты попадают в мамину кровь, и тогда они ухудшают материнскую мотивацию, тормозят родительскую потребность и, следовательно, являются одним из факторов развития материнской депрессии. Такая проблема существует и не является редкой.
Опиоидные пептиды. Рассмотрим вторую важнейшую медиаторную систему, обеспечивающую наши положительные эмоции. Это опиоидные пептиды, которые называются опиоидными, поскольку через соответствующие синапсы действует главная молекула, входящая в состав опиума, – морфин. Опиум, подсохший сок снотворного мака Papaver somniferum, используется человечеством тысячи лет. Он применялся в разных вариантах, для того чтобы вызывать успокоение и сон, снимать боль, а в больших дозах – давать эйфорию. Соответственно, опиум известен своим наркотическим действием. Двести лет назад из опиума выделили морфин и получили очень мощное обезболивающее средство (анальгетик) и, к сожалению, очень мощный наркотик. В 70-е годы XX века стало понятно, почему морфин так сильно действует на мозг. Оказалось, что у нас в мозге есть медиаторы, на которые похож морфин. Этими медиаторами оказались пептидные молекулы, состоящие из аминокислот, – по сути дела, фрагменты белка.
Опиоидные пептиды, например энкефалины, ежеминутно функционируя в нашем мозге, снижают болевую чувствительность и усиливают положительные эмоции. Но в случае материнского поведения у энкефалинов, а также похожих на них эндорфинов и эндоморфинов в норме регистрируется специфический тормозящий эффект. Поэтому опиоидные фрагменты казеина, которые полезны для мозга ребенка, оказываются вредны для материнского поведения (причем в дозах, еще не вызывающих прилива позитивных эмоций и анальгезии). И, соответственно, это отдельная проблема, которую нужно осознавать, диагностировать и решать.
Кафедра физиологии МГУ вместе с Национальным научным центром наркологии (ННЦ наркологии) исследовали влияние опиоидов на материнское поведение и, в частности, показали, что микродозы морфина его тормозят. Подавляют родительскую мотивацию и небольшие количества опиоидных фрагментов казеинов – бета-казоморфинов.
Существует одно весьма известное вещество, которое называется налоксон. Налоксон выключает эффекты опиоидов в мозге, блокируя работу энкефалиновых синапсов. В клинике налоксон и похожие на него молекулы используются для того, чтобы снимать последствия передозировки опиоидов. Речь опять-таки идет о морфине и его более активном производном героине. Морфин- и героин-зависимые люди порой не очень помнят, когда они вводили последнюю дозу, особенно если наркотик оказался у них в избытке. Эффект передозировки легко возникает, кроме того, если смешать опиоиды с кокаином или алкоголем. Самая большая опасность при этом – остановка дыхания. Спасением для такого пациента является введение налоксона, который блокирует опиоидные сигналы, и в том числе – угнетающее действие на дыхательные центры. Заодно при этом выключаются и центры положительных эмоций, но в сложившейся ситуации это явно меньшее из зол.
В результате исследований на лабораторных животных оказалось, что небольшие дозы налоксона усиливают материнскую мотивацию.
Пока этот эффект подтвержден на кормящих самках белых крыс при внутрибрюшинном и интраназальном способах введения, а в клинике данный подход еще не пробовали. Весьма вероятно, что налоксон в минимальной дозе достаточно будет закапать женщине в нос, и он окажется способен специфично усиливать материнское поведение. С учетом небольшой дозы, в кровь, а тем более в молоко это вещество не пройдет. В целом предлагаемый метод может оказаться очень интересным с точки зрения расширения медицинского применения налоксона. И мы искренне надеемся, что от него будет польза при некоторых расстройствах материнского поведения.
Детское поведение
Посмотрим теперь, за счет чего мозг детеныша ориентирован на маму. Здесь примерно та же логика, что и в случае родительского поведения: есть внутреннее состояние мозга новорожденного, есть внешние сенсорные сигналы, есть врожденные программы и идущее на их основе обучение. И конечно, мама для детеныша – самое важное существо. Это и источник еды, и тепло, и безопасность. Причем безопасность и тепло, пожалуй, даже важнее, чем еда.
Существуют классические эксперименты американского психолога Гарри Харлоу[[22] ], который работал еще в середине XX века. Внутри клетки у маленькой обезьянки-резус были установлены две искусственные «мамы». Одна – решетчатая, железная кукла, но у этой «мамы» имелась еда: к ней была приделана бутылочка с молоком. А вторая «мама» напоминала плюшевого мишку, была теплой и мягкой. Так вот, обезьянка-детеныш пила молоко, конечно, у железной куклы, но тут же переползала на мягкую «маму», потому что контакт с родителем очень важен. В том числе и для обезьяньих детенышей, которые рождаются неготовыми к самостоятельной жизни. Приматам нужен в течение нескольких месяцев постоянный контакт с родителем, и мягкая, плюшевая (а лучше, конечно, настоящая) мама совершенно необходима для комфортного состояния мозга детеныша и для адекватного развития его психики. Потому что в пе