Книга: Эмоциональная жизнь мозга

Прогнозирующий мозг

Прогнозирующий мозг

Открытие 1982 года, состоящее в том, что большая активность в левой префронтальной коре лежит в основе положительных эмоций, тогда как большая активность в правой связана с отрицательными эмоциями, было всего лишь первым звонком в поиске обоснования, что мозг – основа того, что станет компонентом прогнозирования в эмоциональном типе. Это открытие было основано на сенсорах ЭЭГ, прикрепленных к коже головы для обнаружения электрических отголосков функций мозга. Тогда – и довольно долго – это был единственный доступный инструмент для дистантного изучения человеческого мозга. Как только была изобретена функциональная магнитно-резонансная томография (ФМРТ) (примерно в 1995 году), она быстро стала избранным методом для изучения функций мозга. Помимо того что МРТ обладала большим пространственным разрешением, чем ЭЭГ, она измеряла активность не только на поверхности коры, как это делала ЭЭГ, но также и в подкорковых областях, таких как амигдала, до которых ЭЭГ добраться не могла. (Поясню. Для ФМРТ используется то же оборудование, что и для обычной МРТ, которая занимается поиском опухолей в брюшной полости или кровотечений в мозге. Этот прибор состоит из трубы или туннеля, в котором содержатся мощные магниты. «Функциональная» часть подразумевает программное обеспечение, которое принимает исходные данные о кислородных изменениях в крови мозга и превращает их в поразительные изображения, которые теперь используются повсеместно.)

В 2007 году мы вместе с Аароном Хеллером (весьма талантливым аспирантом, который присоединился к моей лаборатории в 2005-м) решили найти способ, позволяющий идентифицировать конкретные аспекты позитивных эмоций, в которых испытывают недостаток люди, страдающие депрессией. Это может показаться до нелепого очевидным – люди в депрессии несчастны, так? – но на самом деле депрессия характеризуется и отсутствием других положительных эмоций. У депрессивных людей мало побуждений для достижения целей (если бы они были крысами, мы назвали бы это недостатком сближающего поведения). К примеру, иногда они не замечают, что сталкиваются с чем-то новым, тогда как другие отмечают и новую клумбу в соседском саду, и открывшийся бар ниже по улице. Кроме того, у них, как правило, отсутствует настойчивость. Многие люди, страдающие депрессией, прекрасно понимают, что у них есть планы (даже если их придумал кто-то другой – семейный пикник, допустим) и списки дел, но им как будто не хватает упорства, необходимого для выполнения всего этого. Как будто в их побуждениях произошло короткое замыкание. Аарон и я хотели определить, что же такого исходит из мозга, что определяет подобные тенденции.

Когда мы планировали, как это сделать, я вспомнил об исследовании, которое провел пятнадцать лет назад и никогда не публиковал. Я показывал страдающим депрессией пациентам видеоролики, которые должны были вызвать положительные эмоции (счастье, например), в том числе там были сцены из фильма Стива Мартина. Пациенты с депрессией проявляли столько же положительных эмоций в ответ на эти ролики, сколько и испытуемые без депрессии, опровергая точку зрения, в соответствии с которой депрессивные люди считаются неспособными испытывать радость или другие положительные эмоции. Если и была какая-то разница в том, каким образом люди испытывали положительные эмоции, то это не отражалось на их реакции. Но данное исследование не проверяет то, что, как я предполагал, могло быть ключевым различием между депрессивными и здоровыми людьми: насколько хорошо они способны поддерживать позитивные эмоции.

Чтобы проверить эту идею, мы дали рекламу о поиске добровольцев в местных газетах и на местных каналах погоды (очень хороший способ найти пациентов с депрессией, которые всегда начеку по поводу угроз окружающей среды – а погодные каналы Мэдисона освещали это прекрасно). Мы заполучили двадцать семь человек, страдающих от клинической депрессии, и девятнадцать здоровых добровольцев. Так как мы хотели измерить активность мозга в то время, как люди смотрели на пробуждающие эмоции фотографии, мы наспех соорудили систему, позволяющую проецировать образы на потолок трубы МРТ.

Когда добровольцы прибыли в мою лабораторию в Вайсман-центре, их проводили в комнату с макетом MPT-сканера. Нужно было определить, как они будут чувствовать себя в трубе (это помогало им приспособиться к процедуре и позволяло всем, кто чувствовал тревогу, либо отказаться от участия, либо попробовать взять тревогу под контроль). Поскольку настоящий MPT-сканер звучит как отбойный молоток, расположенный в полуметре от вашей головы, мы оцифровали звук настоящего сканера и громко включали его в макете, чтобы люди знали, с чем придется иметь дело. Если они начнут сходить с ума, то пусть лучше они делают это внутри макета сканера, чем будут тратить драгоценное время с настоящим.

Те, кто по-прежнему был готов принять участие, затем помещались в настоящую трубу МРТ – головой вперед, лежа на спине. Как только они говорили нам, что чувствуют себя комфортно (у всех были наушники и микрофоны, чтобы они могли общаться с нами, находящимися в комнате, откуда мы контролировали процесс), мы начинали проецировать изображения на экран над их лицами. Все фотографии изображали что-то радостное или как минимум нечто, должное вызвать легкую улыбку, – играющие веселые дети, танцующие взрослые, люди, евшие пищу, выглядящую аппетитно. Для каждой картинки добровольцы получили одно из двух заданий: либо просто просматривать фотографии, не пытаясь изменить свой эмоциональный отклик, либо попробовать укрепить и поддерживать положительные эмоции, вызванные изображением, так долго, насколько возможно (или в течение двадцати секунд после того, как изображение исчезало с экрана). Некоторые когнитивные стратегии, которые испытуемые могли испробовать для продления эмоций, как сказал им Аарон, предлагали представить себя в той счастливой ситуации, которая была показана на картинке, или вообразить, что изображенные люди были членами их семьи или друзьями, либо представить, что радость, которую они чувствовали, будет длиться и длиться. Подобные стратегии, как мы ожидали, могут усилить и, вероятно, расширить изначальное счастье, которое люди чувствуют при взгляде на фотографии. В общей сложности мы показали добровольцам семьдесят два изображения за те сорок пять минут, что они провели в трубе МРТ. Аарон и я сидели в комнате для контроля, вели протокольную запись и проверяли, чтобы компьютеры, показывающие изображения и собирающие данные ФМРТ, функционировали правильно. Также мы проверяли изображения мозга, чтобы убедиться, что участники лежат спокойно. (Если люди часто шевелились, изображения на мониторе получались скачущими.)

Из данных по всем добровольцам (в депрессии и здоровых) вырисовалась ясная закономерность. Когда добровольцы впервые увидели фотографии, на которых были изображены счастливые ситуации, активность того отдела, что мы считали ответственным за мотивированное поведение (как показано на рисунке ниже), резко увеличилась. Это поведение исходит из области вентральной части стриатума, которая расположена под поверхностью коры, в середине мозга, и было проявлено в других исследованиях. Оно проявляется, когда люди ожидают получить что-то в награду (или просто что-то приятное). Если говорить более конкретно, то во время подобных переживаний активизировались скопления нейронов в вентральной части стриатума, названные прилежащим ядром. Эта область важна для мотивации и формирования чувства вознаграждения. (Бывает и так, что она заполнена нейронами, которые могут как высвобождать, так и захватывать нейротрансмиттер допамин, который имеет значение для эмоций, мотивации и желания, и эндогенными опиатами, обеспечивающими известную эйфорию бегуна.) Уровни активности в прилежащем ядре были практически одинаковы и у добровольцев с депрессией, и у здоровых людей, которые смотрели на вызывающие улыбку фотографии. Каждый из них был в состоянии почувствовать первоначальный всплеск радости. Но на этом сходство заканчивалось. Здоровые люди могли сохранять эмоциональный подъем на протяжении всего сеанса, а у депрессивных пациентов положительные чувства испарялись за считанные минуты.

Прогнозирование будущего: префронтальная кора и прилежащее ядро в вентральной части стриатума формируют систему вознаграждения. Сигналы из префронтальной коры поддерживают высокий уровень активности в вентральной части стриатума – области, важной для генерирования чувства вознаграждения (а значит – и для позитивного прогнозирования). Низкая активность в вентральной части стриатума (из-за низкого вклада префронтальной коры) является причиной негативного прогнозирования.

Почему? Дело в том, что прилежащее ядро получает сигналы из префронтальной коры (области более высокого порядка). Данные сигналы передают инструкции усилить и поддерживать ощущение счастья. Это говорит о том, что можно самостоятельно представлять себе (я мог бы даже пойти дальше и сказать «внушать себе») чувство того, что вы вознаграждены. Устойчивые сигналы, исходящие из префронтальной коры, обычно говорят прилежащему ядру: «Еще не время замедляться! Не унывать!» Так происходит в мозге здоровых добровольцев – но не в голове тех, кто страдает депрессией. По мере того как проходило время, у пациентов с депрессией шквал сигналов «Так держать!» из префронтальной коры в прилежащее ядро уменьшился, и в результате активность системы вознаграждения тоже стала ниже. Казалось, что сообщения либо не передаются из префронтальной коры, либо теряются по дороге, как вода утекает из дырявого шланга.

Мы хотели увидеть, что значило уменьшение активности в системе вознаграждения для поведения в реальном мире, так что после сеанса, проведенного в трубе МРТ, мы попросили испытуемых заполнить простую анкету. В ней были перечислены эпитеты, отражающие положительные эмоции (счастливый, заинтересованный, вдохновленный и гордый). Добровольцам требовалось оценить по пятибалльной шкале, насколько хорошо прилагательные описывают их текущее настроение. Способность поддерживать активность системы вознаграждения хорошо прогнозирует интенсивность переданных людям положительных эмоций. Чем лучше люди поддерживают невральную взволнованность, когда видят фотографию играющих детей, тем более счастливыми они себя чувствуют. Важно, что это было верно при наблюдении как за пациентами с депрессией, так и за здоровыми. В среднем люди с депрессией испытывали недостаток не в стимулировании, а в поддержании активности системы вознаграждения и префронтальной коры.

Недавние эксперименты на лабораторных грызунах показывают, что активность допамина в прилежащем ядре может быть связана с мотивационным компонентом награды, который лежит в основе побуждения и настойчивости, в то время как эндогенные опиаты в прилежащем ядре могут быть больше связаны с чувством удовольствия. Когда опиатные рецепторы в прилежащем ядре активированы, они стимулируют соседнюю область мозга, вентральный поллидум, или бледный шар, который, как следует из экспериментов с животными, может напрямую кодировать гедонистическое удовольствие. Эти данные показывают, что активность в прилежащем ядре и префронтальной коре лежат в основе способности поддерживать положительные эмоции. Чем больше активность в прилежащем ядре (поддерживаемая сигналами из префронтальной коры) – тем дальше в позитивной части аспекта прогнозирования находится человек.