Текст книги "Еще кусочек! Как взять под контроль зверский аппетит и перестать постоянно думать о том, что пожевать"

Сахар, жир, соль – положительное подкрепление

Когда еда приносит удовольствие, происходит положительное подкрепление – нам хочется есть ее снова и снова. Я кладу драже M&M’s себе в рот, ощущаю его приятный вкус, после чего тянусь за еще одним. Сахар и жир в составе конфет подкрепляют, усиливают мое желание продолжать их есть.

Ученые задаются двумя вопросами, чтобы определить, происходит ли положительное подкрепление у животных при употреблении ими того или иного вещества:

• Готовы ли они прилагать усилия, чтобы заполучить очередную порцию?

• Реагируют ли они и на другие стимулы, которые научились связывать с этим веществом?

Если судить по этим критериям, то сахар, жир и соль явно вызывают положительное подкрепление.

Один незамысловатый эксперимент продемонстрировал это как нельзя более наглядно. Французские ученые сначала разделили подопытных животных на две группы, одной из которых позволяли свободно питаться, в то время как рацион другой ограничивали. После этого они сравнили, с какой скоростью бегут животные из каждой группы, чтобы поесть обычный корм или шоколадные хлопья для завтрака с высоким содержанием сахара и жира [1].

Как и следовало ожидать, голодные животные бежали к корму быстрее, чем те, которым было дозволено питаться вволю, однако голод никак не влиял на степень привлекательности шоколадных хлопьев – животные из обеих групп бежали за лакомством практически с одинаковой скоростью.

Раньше считалось, что в отсутствие голода еда не может служить эффективным положительным подкреплением. Оказалось, что это не так.

Как показали французские исследователи, животные готовы прилагать усилия для получения жирной и сладкой пищи, даже когда не испытывают голода. Они также готовы трудиться ради соляного раствора, особенно если испытывают дефицит соли. Другое убедительное исследование наглядно показало, что животные готовы трудиться ради еды с высоким содержанием сахара. В ходе этого исследования, проведенного в Карлтонском университете в Оттаве, с помощью метода прогрессивной пропорции крыс вынуждали прилагать все больше и больше усилий для получения очередного вознаграждения [2].

В самом начале исследования получить вознаграждение было проще простого. Достаточно было нажать на педаль один раз, и животное получало свое первое вознаграждение. Для получение второго вознаграждения на педаль нужно было нажать уже трижды. Следующая порция требовала уже шесть нажатий на педаль. Чтобы получить четвертое вознаграждение, на педаль нужно было нажать десять раз, пятое – шестнадцать, шестое – двадцать три.

Исследователи хотели определить предел терпения, при достижении которого животные больше не станут нажимать на педаль в надежде на получение вознаграждения. В ходе канадского исследования было обнаружено, что чем выше концентрация сахарозы, тем больше усилий – больше раз нажимать на педаль – готовы прилагать крысы. В среднем животные давили на педаль достаточное количество раз, чтобы получить пять вознаграждений в виде раствора без добавления сахарозы, шесть вознаграждений в виде десятипроцентного раствора сахарозы и восемь вознаграждений в виде двадцатипроцентного раствора. Чтобы получить это восьмое вознаграждение, крысе нужно было нажать на педаль сорок четыре раза.

Это исследование продемонстрировало еще один любопытный факт: после достижения определенного значения увеличение концентрации сахарозы отбивает интерес у крыс к раствору. Они меньше трудились, чтобы получить раствор с тридцатипроцентным содержанием сахара, довольствуясь, в среднем, лишь семью порциями. Подобно людям, у них есть точка блаженства для сахарозы (которая, если судить по этому исследованию, расположена заметно выше нашей).

Тем не менее это достаточно серьезные усилия для получения вознаграждения в виде еды, и сам эксперимент является наглядной демонстрацией того, что сахар может служить эффективным положительным подкреплением.

Еда с высоким содержанием жира дает похожий результат. Используя в качестве подопытных животных мышей во время своей работы в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл, Сара Уард замеряла готовность животных трудиться ради раствора кукурузного масла при отсутствии голода [3]. Она также использовала метод прогрессивной пропорции, позволяя животным получить свое вознаграждение после того, как они ткнут своим носом в специальное отверстие определенное количество раз. Десятипроцентный раствор кукурузного масла оказался наиболее эффективным положительным подкреплением – крысы переставали прилагать усилия в среднем после получения 12-го вознаграждения. Животным для этого приходилось ткнуть носом в дырку чуть более 50 раз. Таким образом, жир тоже может выступать в роли подкрепления, заставляя животных трудиться ради получения вознаграждения.

Животные готовы прилагать еще больше усилий за продукты, в которых содержится много и сахара, и жира. Для проведения очередного эксперимента на мышах Уард воспользовалась жидким питательным напитком Ensure, содержащим в достаточном количестве как жир, так и сахар. Используя ту же прогрессивную пропорцию, что и с кукурузным маслом, она обнаружила, что мыши за час приложили достаточно усилий, чтобы получить в среднем 14 вознаграждений, ради последнего из которых им нужно было ткнуть носом целых 77 раз.

Таким образом, было научно подтверждено, что сочетание жира и сахара служит чрезвычайно эффективным положительным подкреплением. В разговоре с Уард я поинтересовался, насколько сильным было это подкрепление.

Пороговое значение, после которого животные переставали трудиться за вознаграждение, было немногим меньше порогового значения для кокаина.

Таким образом, жирная и сладкая еда действовала на крыс почти так же, как наркотик.

* * *

Проведенный мной лично эксперимент с ванильным молочным коктейлем подтвердил способность сахара и жира служить положительным подкреплением, а также помог мне понять, какой из этих ингредиентов оказывает наибольшее влияние [4]. Вместе с коллегами из Вашингтонского и Западно-Вашингтонского университета нам удалось установить, что в продуктах, содержащих жир, сахар и различные ароматизаторы, наибольшее влияние оказывает все-таки сахар. Жир также служит положительным подкреплением, однако в роли доминирующего фактора выступает сахароза.

Степень привлекательности ванильного молочного коктейля и других продуктов с обильным содержанием сахара и жира усиливается еще больше, когда с ними начинают ассоциироваться и другие раздражители. Помимо вкуса и других сенсорных характеристик, место употребления продукта в прошлом, а также события, связанные с его употреблением, также могут становиться подкрепляющим стимулом. Со временем эти раздражители начинают оказывать на поведение такое же влияние, как и сам продукт.

Так, например, миска с драже M&M’s может оказывать положительное подкрепление еще до того, как я к ним прикоснусь. Я уже ел эти сладости в прошлом, и один только их вид служит для меня стимулом, потому что я знаю, что они приятные на вкус. Я беру шоколадное драже в руку, съедаю его и получаю ожидаемое вознаграждение. Визуальный стимул становится еще более действенным [5].

Подобные стимулы, связанные с получением удовольствия, требуют нашего внимания, управляют нашим поведением и вызывают то, что мы называем желанием. Когда эти стимулы присутствуют, мы особенно рьяно пытаемся заполучить еду, чтобы добиться ожидаемого вознаграждения. Со временем мысленная связь между этими стимулами и самой едой становится еще сильнее, в результате чего помешательство на еде усиливается, и мы потребляем ее все больше и больше. Мы чаще стремимся к этой еде, а получаемое вместе с ней наслаждение заставляет нас повторять такое поведение снова и снова. Запускается постоянный цикл «стимул – желание – вознаграждение», который со временем превращается в привычку [6].

Ученые уже давно используют метод «предпочтения заданного места», чтобы определить, насколько сильным положительным подкреплением служит один конкретный стимул: место употребления наркотика или любого другого исследуемого вещества [7]. Для начала животному предлагается желаемое вещество в каком-то определенном месте. После удаления вещества сравнивается, насколько больше животному хочется находиться именно на этом месте, чем в любом другом месте, где вещество никогда не появлялось.

За все эти годы накопилось огромное количество исследований, показавших, что у животных вырабатывается предпочтение к тому окружению, в котором им прежде давали опиаты, амфетамины, морфины и другие наркотические вещества. Недавно, однако, некоторые ученые решили выяснить, способна ли еда вызвать аналогичное предпочтение определенного места.

В ходе одного исследования ученые задались целью выяснить, как животные учатся связывать корм с местом его употребления [8]. Первым делом они выясняли, какой из двух отсеков клетки нравится крысе больше – это определялось по количеству проводимого в каждом из отсеков времени. Ни в одном из отсеков при этом не было еды.

Животных, на момент проведения эксперимента не испытывавших голода, после этого разделили на две группы. Первой группе животных в отсек клетки, который им нравился меньше, положили хлопья для завтрака в форме колечек «Фрут Лупс». Второй группе в это время давали в предпочтительном отсеке клетки стандартный корм. После этого второй группе стали давать кукурузные палочки «Читос», отличающиеся большой калорийностью и высоким содержанием жира, поместив их в менее предпочтительный отсек клетки, в то время как первой группе давали стандартный корм в предпочтительном месте. Обе группы животных в итоге проводили больше времени в отсеке, который изначально понравился им меньше – судя по всему, ими двигало ожидание снова получить «Фрут Лупс» или «Читос».

После этого был повторен проведенный изначально тест для выявления наиболее предпочтительного отсека в клетке. Крысам снова предложили полную свободу в выборе места пребывания, причем в обоих отсеках какая-либо еда снова отсутствовала. Результат получился однозначным: независимо от своего прежнего выбора обе группы крыс стали предпочитать отсеки, в которых они ели либо «Фрут Лупс», либо «Читос». Употребление пищи с высоким содержанием сахара или жира вызывало у них предпочтение места, в котором они получали эти продукты.

Одним из самых мощных стимулов для употребления пищи является место этого потребления.

Стоит вам пройти мимо торгового центра, где подают ваши любимые бургеры, либо кафе с лучшей пиццей в городе, как вы тут же испытаете желание, которого еще секунду назад у вас не было.

* * *

Таким образом, доказательством того, что еда с высоким содержанием сахара и жира выступает в роли положительного подкрепления, служат два ключевых наблюдения в экспериментах на животных: во-первых, ради получения такой пищи животные готовы прилагать больше усилий, а во-вторых, такая еда увеличивает эффективность стимулов, таких как место первого употребления этой пищи.

Существуют еще три характеристики еды, которые также оказывают сильнейшее влияние на наше желание есть снова и снова [9].

Первая из них – это количество. Если дать крысе два шарика корма вместо одного, если дать человеку две ложки мороженого вместо одной, то они съедят больше. Итак, размер порций имеет значение.

Второй фактор – это концентрация ингредиентов, служащих вознаграждением. При добавлении сахара или жира в порцию еды установленного размера повышается ее привлекательность (но только до определенного момента – если переборщить, то еда становится уже менее привлекательной).

Наконец, важную роль играет разнообразие. Мы уже видели это, когда Энтони Склафани продемонстрировал, что готовые продукты из супермаркета нарушают баланс системы обмена энергией в организме, однако увеличение ассортимента предлагаемых продуктов является лишь одним из способов усиления стимуляции. С тем же успехом можно разнообразить окружающее пространство, в котором эта еда подается, связав ее со световыми или звуковыми внешними сигналами. Либо же можно разнообразить уже готовый продукт, добавив к нему дополнительные сенсорные стимулы – например, посыпать мороженое шоколадной крошкой. Другим способом достижения разнообразия является так называемый динамический контраст. Печенье «Орео», представляющее собой сочетание различных текстур и вкусов (два диска печенья со вкусом горького шоколада и сладкая сливочная начинка между ними), является классическим примером динамического контраста.

Итак, сахар и жир могут служить положительным подкреплением, а различные напоминающие о них внешние стимулы, количество, концентрация и разнообразие усиливают эту способность. Вместе с тем это вовсе не означает, что каждый будет готов приложить одинаковые усилия, чтобы такие продукты заполучить. Для одних людей еда будет гораздо более действенным стимулом, чем для других, и они будут готовы ради нее больше потрудиться. Итак, проведенные на данный момент исследования говорят о том, что сахар и жир, равно как и факторы, вызывающие предвкушение их доступности, способны оказывать влияние на поведение людей, которые уязвимы к подобному влиянию.

Возбуждая нейроны

Когда мы кладем себе в рот пищу с большим содержанием сахара, жира и соли, мы стимулируем нейроны – главные клетки нашего мозга. Нейроны объединяются в контуры и взаимодействуют друг с другом – так формируются чувства, запоминается различная информация и контролируется поведение. В ответ на приносящую удовольствие пищу они посылают электрические сигналы и выделяют нейромедиаторы, которые затем передаются соседним нейронам. Про такие нейроны говорят, что они «закодированы» на вкусовую привлекательность еды [1].

– Как это нейрон может быть закодированным? – поинтересовался я у Говарда Филдса, профессора неврологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско.

– Если в нейроне закодирован красный цвет, то красный цвет будет заставлять его вести себя активней, чем какой-либо другой цвет, – объяснил Филдс. – Когда про нейрон говорят, что он на что-то закодирован, то имеется в виду, что этот фактор провоцирует нейрон на испускание дополнительных электрических импульсов.

Небольшое количество нейронов запрограммированы реагировать на какой-то один органолептический показатель еды.

Так, например, один нейрон может реагировать только на вкус, в то время как другой – только на текстуру. Также нейроны могут возбуждаться под воздействием исключительно света, запаха или температуры пищи. Определенные нейроны отличаются еще более узкой специализацией – некоторые из них особенно хорошо реагируют на сладкий, соленый, кислый или горький вкусы.

Закодированные на сахарозу нейроны, к примеру, бурно реагируют на любую сладкую пищу. «Чем слаще раствор сахарозы, тем больше нейронов возбуждаются, – объясняет Филдс. – Чем больше таких нейронов возбуждается, тем больше сахарозы съедает крыса». Нам также известно, что искусственные подсластители способны вызывать точно такой же эффект.

Кроме того, существуют и нейроны, которые реагируют на определенные сочетания сенсорных стимулов. «Одна-единственная клетка может быть настроена на целый набор различных органолептических признаков», – говорит Эдмунд Роллс, профессор экспериментальной психологии Оксфордского университета в Англии [2]. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии Роллсу удалось запечатлеть реакцию мозга на различную стимуляцию. Полученные им иллюстрации позволяют увидеть различные нервные контуры мозга непосредственно за работой. Так, например, нейрон, настроенный на сочетание сладкого вкуса и сливочной текстуры, может быть активирован, когда мы едим, скажем, эклер.

Какой-то один продукт в то же время может стимулировать одновременно много разных нейронов. Один набор нейронов может приходить в возбуждение от его сладкого вкуса, в то время как другой возбуждаться от его сливочной текстуры, а третий активизироваться под действием его аромата.

Таким образом, сенсорные раздражители активно возбуждают нейроны, заставляя посылать их все больше и больше электрических импульсов. Желание поесть становится все сильнее и сильнее, заставляя человека принимать больше усилий для его удовлетворения.

* * *

Самым мощным фактором, наделяющим аппетитную еду такой огромной властью над нами, является ее вкус [3]. Хотя внешний вид и запах еды, равно как и другие сенсорные раздражители, и делают еду более привлекательной, наиболее активно с системой вознаграждения сотрудничает именно вкус. Вкус единственный из всех чувств «зашит» в клетки мозга, отвечающие за получение удовольствия. Он вызывает наиболее сильную эмоциональную реакцию.

Джерард Смит, родоначальник науки о пищевом поведении из Пресвитерианской больницы Нью-Йорка, предложил термин «орально-сенсорная самостимуляция» для описания цикличного процесса, в ходе которого при употреблении вкусной еды в мозге рождается сигнал, вызывающий у нас желание получить добавку [4].

Еда становится положительным подкреплением главным образом за счет своей способности стимулировать вкусовой аппарат. Наши предпочтения того или иного продукта сводятся в первую очередь к их орально-сенсорным свойствам, утверждает Смит. «Все, что побуждает нас есть или делает еду более аппетитной, связано в первую очередь с орально-сенсорной стимуляцией».

Нейроны мозга, которые возбуждаются под воздействием вкуса и других характеристик чрезвычайно аппетитной еды, являются частью опиоидной системы мозга, которая является его первичной системой удовольствия. Роль «опиоидов» тут выполняют эндорфины – вырабатываемые мозгом вещества, которые оказывают такое же положительное подкрепляющее действие, как и наркотики вроде морфия и героина.

Когда еда стимулирует опиоидную систему мозга, у нас просыпается аппетит.

Когда мы впервые кладем какую-то очень вкусную еду себе в рот, вкусовые рецепторы на языке посылают сигнал в продолговатый мозг, отвечающий за многие непроизвольные движения в нашем организме, такие как дыхание и пищеварение.

Когда продолговатый мозг получает этот сигнал, он активирует нервные контуры, в состав которых входят молекулы натуральных опиоидов. Независимо от того, оказывается ли опиоидная система активирована едой с высокой вкусовой ценностью или наркотиками, организм получает вознаграждение в виде приятных ощущений. Животное при этом бессознательно отреагирует движением челюсти или языка, а маленький ребенок может даже улыбнуться.

За осознание удовольствия, равно как и за связанные с этим удовольствием воспоминания, отвечает передний мозг. Сигнал, полученный от вкусовых рецепторов, через промежуточный мозг достигает переднего мозга, попадая в конечном счете в так называемое «предлежащее ядро» – центр удовольствия нашего мозга.

Опиоиды, вырабатываемые при употреблении пищи с высоким содержанием сахара и жира, способны не только приводить в возбуждение нейроны мозга, но также и избавлять от боли и стресса, оказывать успокаивающее действие [5]. Как минимум на какое-то время они способны улучшить наше самочувствие: младенцы, к примеру, плачут меньше, если им дать подслащенную воду. Было замечено, что животные в меньшей степени испытывают боль, когда им вводят опиатоподобные наркотические препараты, причем боль удается заглушить еще больше, если животным при этом еще и предоставляется неограниченный доступ к сахарозе.

Получается замкнутый процесс: при употреблении пищи с высокой вкусовой привлекательностью активируется опиоидная система вознаграждения, а при активации этой системы увеличивается потребление аппетитной еды [6]. Доказательством тому служат исследования, в ходе которых животные после введения опиоида съедали больше еды с высоким содержанием сахара и жира. Кроме того, известно, что после употребления стимулирующих опиоидную систему мозга наркотических веществ вкусная еда приносит больше удовольствия, в результате чего люди съедают ее заметно больше.

Способность опиоидов возбуждать, успокаивать и приносить удовольствие перестала быть чем-то абстрактным, после того как научный прогресс позволил нам заглянуть в самые глубины мозга и изучить изменения, происходящие здесь на молекулярном уровне. Так, например, ученые обнаружили, что после длительного и постоянного употребления шоколадной питательной смеси Ensure происходят заметные изменения молекулярных механизмов производства опиоидов.

Запуск опиоидных механизмов также может стать помехой для так называемого «насыщения отдельными вкусами». Съев определенное количество какого-то конкретного продукта, животные, как правило, насыщаются его вкусом и больше этот продукт не едят. Если же им при этом предложит что-то другое, они с удовольствием продолжат лакомиться [7].

Все меняется, когда аппетитная еда начинает стимулировать опиоидную систему мозга. Джош Вули, нейробиолог из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, продемонстрировал эту закономерность на примере гранулированного корма с банановым и шоколадным вкусами, состоящего главным образом из сахарозы и жира [8].

Сначала он позволил подопытным животным вволю поесть шоколадного корма в течение часа. После этого он предоставил им полтора часа неограниченного доступа к шоколадному и банановому корму – оказалось, что животные предпочли съесть гораздо больше банановых гранул. Таким образом, первоначальное употребление шоколадного корма снизило, но не исключило полностью их интерес к этому вкусу, оставив им при этом достаточно аппетита для того, чтобы полакомиться кормом с новым для них банановым вкусом. Аналогичная закономерность наблюдалась и в обратном сценарии: когда животным давали сначала банановый корм, час спустя, когда была предоставлена возможность выбора вкуса, они съедали больше шоколадных гранул.

Нечто кардинально другое произошло в ходе следующего этапа эксперимента, когда после употребления животными банановых или шоколадных гранул Вули стал вводить им прямо в мозг опиоиды. Теперь животные предпочитали тот вкус, с которым познакомились в первую очередь. Таким образом, при стимуляции опиоидной системы мозга утрачивалось природное свойство насыщения отдельными вкусами. Животным больше не недоедало есть одно и то же снова и снова.

Важную роль опиоидной системы мозга можно продемонстрировать и по-другому: заблокировать выработку опиоидов в головном мозге и посмотреть, что из этого получится. Была проведена серия подобных опытов с классом лекарств, известных как «антагонисты опиоидов», к которому относятся в том числе налтрексон и налоксон [9]. Обычно эти препараты применяются для лечения морфиновой и героиновой зависимости у людей, потому что они нейтрализуют удовольствие, получаемое людьми от этих наркотических веществ.

Ученые также используют антагонисты опиоидов, чтобы больше узнать о влиянии производимых в организме опиоидов на пищевое поведение. Так, например, Джош Вули обнаружил, что животные съедали меньше шоколада после введения налтрексона – скорее всего, при подавлении действия опиоидов животные попросту переставали получать удовольствие от этого вкуса.

Другие ученые продемонстрировали, что антагонисты опиоидов способствуют сокращению продолжительности приема пищи. В ходе одного исследования подопытные животные, которых кормили кормом с высоким содержанием фруктозы, изначально продолжали принимать пищу дольше, чем те, чей рацион состоял из кукурузного крахмала. Тут удивляться нечему. Но все изменилось, когда животным стали вводить налтрексон. Обе группы животных стали есть меньше, однако наиболее разительным был эффект на крысах, которых кормили сахарозой. Таким образом, вмешательство в работу опиоидов сильнее всего отражалось на приеме пищи, которая нравилась животным больше всего.

* * *

При всем своем огромном влиянии на наше поведение центр удовольствия в нашем мозге не такой уж большой. Ученые составили карту системы опиоидных рецепторов, из которой состоит центр удовольствия, и засняли, как он возбуждается в ответ на вкус сахара, жира и соли.

В центре всего этого удовольствия лежит один крохотный участок нашего мозга. Кент Берридж из Мичиганского университета прозвал его «гедонической критической точкой» [10]. Он полагает, что стимуляция этой критической точки – речь идет об участке размером всего в один кубический миллиметр, с булавочную головку, расположенном в прилежащем ядре головного мозга, – заставляет нас во что бы то ни было любить, любить по-настоящему. «Эта критическая точка словно усиливает удовольствие, получаемое нами от вкуса, – говорит Берридж. – Она добавляет вкусовым ощущениям дополнительные нотки удовольствия».