Текст книги "Мозг и его потребности. От питания до признания"

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]9
  Эффект Кулиджа – термин, используемый в психологии и биологии для описания феномена, при котором новое кажется более привлекательным и сексуальным, чем привычное.


[Закрыть] ]).

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.