Текст книги "Эмоциональная жизнь мозга"

Мозг, чувствительный к ситуации

Шесть аспектов эмоционального типа появились, как я уже говорил, по счастливой случайности, в ходе моего исследования эмоций. В случае с аспектом чувствительности к ситуации мне помогли обезьяны.

В 1995 году я начал сотрудничать с моим другом и коллегой Недом Кэйлином в изучении невральной основы беспокойного характера у макак-резусов. Для проведения исследования нам, очевидно, нужен был способ идентифицировать подобный характер – чтобы определить, у каких обезьян есть невральные проблемы, а какие – просто уравновешенные мягкие тюки меха. Нед начал с хорошо известного факта, что дети людей и обезьян имеют обыкновение замирать, сталкиваясь с незнакомой ситуацией, что является формой проявления тревоги, названной торможением поведения, и разработал эксперимент, в котором показывал макакам-резусам очертания человека. Обезьяны, которые видят человеческий силуэт (даже на мониторе), как правило, замирают. Тем не менее время, в течение которого они остаются без движения, варьируется от десяти секунд до минуты с хвостиком – у каждой обезьяны по-своему.

Из сотни обезьян, которым было показано очертание человека, мы определили пятнадцать, которые оставались неподвижными дольше других. Любопытно, что три обезьяны из этих пятнадцати точно так же время от времени замирали, когда были одни. Мало того, что эти три обезьяны демонстрировали крайнюю степень реакции на ситуацию, в которой является нормальным продемонстрировать хоть какую-то реакцию – увидеть силуэт человека, – они еще продемонстрировали и крайнюю степень реакции в ситуации, которая не вызывает какой-либо реакции у большинства обезьян (сидя в знакомом им жилище, в сообществе обезьян, без малейшего признака присутствия человека в поле зрения). Это было признаком того, что обезьяны не были восприимчивы к ситуации: они путали безопасную, известную им ситуацию с новой и несущей потенциальную угрозу, реагируя на знакомое, как если бы это было незнакомое, а потому угрожающее.

Способность отличать уже известную ситуацию от неизвестной исходит из гиппокампа, как показано на рисунке далее.

Улавливание контекста: хотя он больше известен из-за своей роли в формировании долгосрочных воспоминаний, гиппокамп также подстраивает поведение к определенной ситуации. Низкая активность – это характеристика крайности, при которой люди не улавливают контекст, более высокая активность – когда люди контекст улавливают.

Гиппокамп более известен своей ролью в обработке воспоминаний: похоже, он действует как ящик для краткосрочных воспоминаний, делая некоторые из них готовыми к отправке на долгосрочное хранение. Но во время последнего исследования макак-резусов мы с Кэйлином обнаружили, что передняя часть гиппокампа (та, которая наиболее близка к амигдале) также участвует в регулировании поведенческого торможения в ответ на различные ситуации.

Это открытие соответствует другому: люди, страдающие от посттравматического стрессового расстройства (ПТСР), часто имеют нарушения в функции гиппокампа. Вы, вероятно, знаете об этом синдроме как о критическом состоянии, при котором обычное переживание вызывает болезненные воспоминания о произошедшей травме. Так, скажем, звук автомобильного выхлопа заставляет ветерана войны подумать, будто он снова патрулирует улицы Тикрита после вторжения. Но ПТСР (и это очень важно!) можно воспринимать и как синдром нарушения контекста: беспокойство или даже страх, которые испытывают люди с данным синдромом, вполне уместны в некоторых случаях (например, на поле битвы), но проблема в том, что они испытывают эти чувства и в совершенно безопасных ситуациях. Выброс адреналина и повышение активности амигдалы как реакция на взрыв (если, допустим, вы солдат морской пехоты, входящий в зону военных действий) вполне ожидаемы, и к этому даже можно приспособиться. Но реагировать таким образом на грохот, раздающийся со строительной площадки по соседству, – кто станет ожидать подобного?

Я убедился в этом в 2010 году. Тогда я начал проводить исследование, могут ли медитация и другие формы психической тренировки, развившиеся из созерцательных традиций, несколько уменьшить страдания, испытываемые ветеранами войны. Когда я объяснил суть предлагаемого исследования командиру вернувшегося с войны отряда (дело было в Висконсине), он рассказал мне, что случилось с одним из его солдат в конце той недели. Только вернувшись с войны в Афганистане, ветеран приобрел себе мотоцикл, о котором давно мечтал. Он решил прокатить свою жену. Когда мимо промчалась машина скорой помощи с ревущими сиренами, ветеран запаниковал. Запуская двигатель, он со всей силы рванул вперед, потерял контроль и попал в аварию. Он сразу же погиб, а его жена была тяжело ранена. Это была трагическая демонстрация того, что может случиться, когда мозг не улавливает контекст – в данном случае различие между значением внезапного громкого звука, услышанного в относительной безопасности сельской местности, и значением подобного звука, услышанного в зоне военных действий.

Многочисленные исследования показали, что посттравматическое стрессовое расстройство связано с потерей объема гиппокампа. Это имеет смысл: уменьшившийся гиппокамп должен испытывать трудности в формировании воспоминаний о ситуации, в которой произошло нечто травмирующее, объединяя опасности на улицах Афганистана с безопасностью улиц Висконсина. Исходя из этого, я сделал заключение о том, что необыкновенно низкая активность гиппокампа лежит в основе не улавливающей контекст части аспекта чувствительности к ситуации. На краю улавливающих контекст гиперактивность в гиппокампе может вызывать чрезмерный акцент на контексте, что способно подавлять эмоциональную непосредственность. Это происходит, когда человек, гиперсосредоточенный на контексте, становится эмоционально парализованным. Он настолько нацелен на разбор каждого нюанса своего социального окружения, что похож на гостя, который на накрытом к ужину столе обнаружил шесть вилок сбоку от своей тарелки и боится пошевелиться, чтобы не сделать неверного движения. Так и чрезвычайно чувствительный к ситуации человек способен подогнать свое поведение под образец, которого, как он думает, требует эта ситуация, и вести себя одним образом со своим супругом, другим – с боссом, третьим – с друзьями, и так до тех пор, пока не начнет сомневаться в собственной искренности.

Различия в силе соединений между гиппокампом и другими областями мозга (особенно с префронтальной корой) лежат в основе различий в чувствительности к ситуации. Гиппокамп регулярно связывается с участками в префронтальной коре, отвечающими за исполнительную функцию мозга, так же как и с местами хранения долгосрочных воспоминаний в другой части коры головного мозга. Более сильные соединения гиппокампа с этими участками увеличивают чувствительность к контексту, в то время как более слабые лежат в основе нечувствительности.

В настоящее время в изобилии существуют исследования, проведенные как на людях, так и на лабораторных животных, относительно гиппокампа и структур, с которыми он взаимодействует при кодировании информации о контексте, а также при извлечении этой информации из места хранения. В экспериментах на лабораторных крысах, к примеру, понятие «контекст» является зачаточным и относится к покрытию дна клетки или ее размеру. Для проверки понимания крысами контекста исследователи использовали в паре нейтральные раздражители (звук) и неприятные (электрошок, который заставлял крысу сновать по клетке в попытке избежать удара током). Если каждый раз, когда крыса слышит определенный звук, она получает удар током, она быстро станет ассоциировать звук с ударом, в результате чего начнет карабкаться по стенам клетки сразу же, как услышит этот звук, не дожидаясь удара током. (Эта экспериментальная парадигма восходит к Павлову, который использовал звук вместе с едой в эксперименте с собаками. Усвоив, что звук равен еде, собаки начинали выделять слюну, лишь услышав привычный тон.) Но если затем звук появлялся снова и снова, а удара током за ним не следовало, крыса понимала, что звук не является предпосылкой к боли, и переставала карабкаться по стенам клетки в ответ на него. Этот феномен известен как аннулирование опыта. Вот где проявляется контекст: если крыса учится не связывать звук с током, когда живет в маленькой клетке с проволочным полом, то, когда ее перемещают в клетку с цельным твердым полом, она снова начинает думать, что звук означает удар, и ведет себя соответствующим образом. Но крыса может справляться с этим заданием, только если ее гиппокамп не поврежден, иначе она не различает контекст и перестает проявлять аннулирование опыта в любом случае. Результаты, подобные этим, убедительно доказывают, что гиппокамп важен для обучения пониманию контекста. Поскольку обучение предполагает восприятие, имеет смысл сделать вывод о том, что гиппокамп лежит в основе восприятия контекста.

Мозг, осознающий себя

Еще в аспирантуре я начал изучать тип личности, который характеризуется тем, что было впоследствии названо репрессивной защитой. Люди с таким типом личности отрицают, что испытывают тревогу или стресс, тем не менее их тела говорят обратное, как мы наблюдали в одном эксперименте. Мы просили участников выполнить задание на эмоциональную ассоциацию с фразой. Испытуемым требовалось произнести первое пришедшее на ум после прочтения фразы слово. Фразы были нейтральные («Лампа стоит на тумбочке возле кровати»), сексуального характера («Проститутка переспала со студентом») и агрессивные («Сосед по комнате ударил его ногой в живот»). Субъекты, у которых был высокий уровень репрессивной защиты, утверждали, что эмоциональные фразы их совсем не возмущали, хотя сердцебиение и проводимость кожи (которая определяет уровень потоотделения и, соответственно, тревоги) выходили за пределы нормы. Очевидно, что это были люди с не самым развитым самосознанием. Последующие исследования показали, что люди с выраженной репрессивной защитой несознательно подавляют свои реакции или лгут о том, что не ощущают их. Скорее, они на самом деле не обращают внимания на то, что происходит у них внутри. В результате неспособности точно воспринимать свое внутреннее состояние то, что они говорят о своих чувствах, резко отличается от объективных показателей этих состояний. В то время я мог не так уж много узнать об этом остром недостатке самосознания, но все изменилось с появлением нейровизуализации. Ключевая область мозга, ответственная за самосознание, – это центральная доля, или островок Рейля. Она изображена на рисунке ниже.

Самосознание: островок Рейля получает сигналы от внутренних органов, в результате чего высокий уровень активности поддерживает высокий уровень самосознания, тогда как более низкая активность означает низкий уровень самосознания.

Расположенная между височными и лобными долями, центральная доля содержит в себе, что называется, карту внутренних органов тела. Это значит, что каждый из внутренних органов – сердце, печень, толстая кишка, половые органы, легкие, желудок, почки – сопоставлен с конкретной точкой внутри островка. Под «сопоставлен» я имею в виду что-то вроде того, как каждая точка на коже сопоставлена с точками соматосенсорной коры, где отдельные кластеры нейронов получают сигналы из каждой точки на поверхности тела, ото лба до пальцев ног, и из каждой чувствительной точки между ними. Каждый участок кожи посылает сигналы лишь в одну точку соматосенсорной коры. И в этом смысле поверхность тела отображается на соматосенсорной коре головного мозга. Центральная доля также получает сигналы от внутренних органов и формирует из них карту в том смысле, что определенные участки этой доли получают данные от определенных органов. Вот почему все пункты наблюдения за всем происходящим, которые использует мозг, находятся ниже шеи и внутри тела. Островок тоже посылает сигналы органам, приказывая сердцу биться интенсивнее, например, или легким работать в более быстром темпе. В дополнение к островку, как показывают недавние исследования, соматосенсорная кора также участвует в восприятии внутренних ощущений. В следующий раз, когда вы заметите, что ваше сердце быстро бьется, когда вы чувствуете страх, или лицо краснеет, когда вы в ярости, вы можете сказать спасибо за это как вашей центральной доле, так и соматосенсорной коре.

В таком случае неудивительно, что центральная доля «встает по стойке смирно», когда получает инструкции (из других областей мозга) контролировать частоту сердечных сокращений. Когда эта структура настраивает свою активность – путем привлечения большего количества нейронов, которые получают исходные данные со стороны сердца, например, или путем привлечения большего количества нейронов для передачи этих данных в области мозга, которые производят действительные вычисления, – люди становятся более чувствительными к своему сердцебиению. Английские исследователи посредством нейровизуализации обнаружили, что у людей, которые более точно подсчитывают частоту своих сердечных сокращений, центральная доля больше. Чем крупнее эта доля, тем лучше происходит процесс подсчета.

Интересно, что более высокая активность островка связана с большим осознанием не только физических ощущений, но и эмоций. В английском исследовании 2010 года ученые предложили людям ответить на вопросы, предназначенные для оценки того, где они находятся на шкале алекситимии (сложность в определении и описании чувств). Испытуемые указали, насколько точно различные утверждения описывают их: «Когда другие люди оскорблены или расстроены, я с трудом представляю, что они чувствуют», «Когда меня спрашивают, какие эмоции я испытываю, я зачастую не знаю ответа», «Я не могу определить чувства, которые, как я смутно ощущаю, происходят внутри меня». Позже ученые измеряли активность центральной доли участников. Чем более алекситимичным казался человек (исходя из ответов на поставленные вопросы), тем ниже была активность его центральной доли.

Подытоживая все вышеизложенное, можно сказать, что люди с высоким уровнем самосознания обладают большей активностью островка Рейля, в то время как у людей с низким уровнем самосознания активность ниже. В некоторых случаях сверхвысокие уровни островковой активности, похоже, связаны с чрезмерным осознанием телесных сигналов, что иногда случается, к примеру, во время панического расстройства или ипохондрии. Люди с подобными заболеваниями и гиперчувствительностью к своему пульсу, ритму дыхания, температуре и другим показателям тревоги склонны их переоценивать. В результате небольшой всплеск в сердцебиении, на который кто-то другой и не обратит особого внимания, интерпретируется как знак надвигающегося инфаркта.

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.