Рита Картер - Как работает мозг

Постепенно вырисовывающаяся карта мозга дает нам возможность все лучше разбираться в том, где и как мы, вероятно, можем изменить его устройство и работу, чтобы он служил лучше, чем служит в своем нынешнем виде, сформированном эволюцией. Фармацевтические компании уже вкладывают огромные деньги в разработку препаратов, которые должны позволить нам влиять на связанные с внутренними побуждениями формы нашего поведения, влияя на количество различных нейромедиаторов. Поведенческая фармакология уже стала одной из признанных фармакологических специальностей.

За фармацевтикой придет генная инженерия. Система, некогда так хорошо нам служившая, закодирована в генах, и скоро в нашем распоряжении, по-видимому, окажутся знания и технологии, которые позволят “чинить” гены, чтобы мозг лучше соответствовал современным потребностям людей.

Генетические основы нашей системы побуждений и вознаграждений весьма сложны. К настоящему времени исследователи выявили более полутора тысяч мутаций генов человека, по-видимому, влияющих на формирование всевозможных зависимостей, которые представляют для человечества серьезную проблему. Судя по всему, все гены, в которых происходят эти мутации, влияют лишь на небольшой набор дофаминовых проводящих путей 13.

Многие испытывают инстинктивное отвращение к самой мысли, что можно совершенствовать свой вид подобным образом. Они видят в этом обман природы или игру в Бога. С подобным вмешательством в дела природы действительно связаны определенные опасности, от развития устойчивости к антибиотикам у микробов до какого-нибудь франкенштейновского монстра. Последствия излишней самонадеянности ученых постоянно дают о себе знать.

Но есть опасность и в том, чтобы жить с оснащением, в некоторых отношениях устаревшим. Эволюция создала изумительные механизмы, помогающие выживанию, но она не способна изменять нас столь же быстро, как мы можем менять свою жизнь и окружающий мир. Может быть, нам пора уже воспользоваться выработанной за многие миллионы лет изобретательностью, чтобы лучше приспособиться к среде, которую мы сами для себя создаем?

Люди становятся тучнее, тучнее и тучнее. В США и странах Западной Европы избыточным весом страдают 30-40 % населения, и, по прогнозам Всемирной организации здравоохранения, к 2015 году общее число людей, которым можно будет поставить диагноз “ожирение”, составит 700 миллионов. Ежегодно от закупорки артерий и других осложнений, связанных с ожирением, умирает 14 миллионов человек. Нас губит тяга к удовольствиям.

Как и у всех иных наших побуждений, механизм, обеспечивающий простое чувство голода и его удовлетворение, связан с гипоталамусом. Посредством сложной системы гормонов, нейропептидов и нейромедиаторов в гипоталамус постоянно поступает информация о физическом состоянии организма. Если в организме падает уровень глюкозы, минеральных веществ или жиров, сведения об этом передаются в гипоталамус из крови, а также от желудка, кишечника и клеток жировой ткани. Затем гипоталамус пересылает полученные сигналы в кору, где они возбуждают многочисленные области, ответственные за сознательное восприятие чувства голода и организующие поиск, приготовление и потребление пищи. Во время еды запускается обратный процесс: организм посылает сигналы об удовлетворении голода в гипоталамус, который передает их в кору, а она, в свою очередь, формирует у нас сознательное желание перестать есть.

Может показаться, что эта система проста и надежна. Но, к сожалению, она не застрахована от сбоев и не может предотвратить наблюдаемую сегодня пандемию переедания (в некоторых случаях — недоедания).

Одна из причин расстройств пищевого поведения, по-видимому, кроется в устройстве самого гипоталамуса. Ключевую роль в управлении аппетитом играют два ядра гипоталамуса: латеральное и вентромедиальное. Латеральное ядро улавливает падение уровня глюкозы в крови и посылает сигналы, вызывающие чувство голода, а вентромедиальное реагирует на повышение уровня глюкозы и посылает сигналы, вызывающие чувство сытости. Поэтому животные, у которых повреждено латеральное ядро, едят очень мало, а животные, у которых повреждено вентромедиальное, склонны к перееданию.

Этот механизм управления аппетитом работает не как простой переключатель. Лабораторные крысы, у которых повреждено вентромедиальное ядро, могут переедать, но только если пища легко доступна. Если же для получения очередной порции пищи им нужно, например, нажимать на специальный рычажок, они делают это реже, чем здоровые крысы. Результаты одного интересного эксперимента заставляют предположить, что то же может относиться и к людям. Представителям двух групп испытуемых, страдающих ожирением, давали по миске орехов и предлагали есть их в любом количестве во время выполнения некоего скучного задания. Но первой группе выдавали орехи без скорлупы, а второй — целые, и орехоколку в придачу. Представители первой группы съедали много (очищенных) орехов, второй — раскалывали и съедали очень мало орехов. Этот любопытный результат, по-видимому, отчасти объясняет, почему ожирение сильно коррелирует с потреблением готовой пищи, которую требуется только разогреть, и продукции предприятий быстрого питания.

Гипоталамус представляет собой группу ядер (скоплений нейронов), каждое из которых помогает управлять побуждениями и инстинктивными склонностями нашего организма. Он входит в состав промежуточного мозга, играющего роль мостика между головным мозгом и остальным телом. Это крошечная структура (ее вес составляет всего лишь около одной трехсотой от веса всего головного мозга), но она имеет огромное значение, и даже ничтожные нарушения в работе одного из входящих в ее состав ядер могут приводить к серьезным физическим и психическим расстройствам.

Нарушения работы гипоталамуса могут вызывать не только ожирение, но и анорексию. Томографические исследования мозга 15показывают, что у людей, страдающих анорексией, по-видимому, нарушена передача активности из лимбической системы в кору больших полушарий: по каким-то причинам нейронные связи между структурами гипоталамуса, ответственными за аппетит, и областями коры, ответственными за сознательное ощущение голода, недостаточно успешно проводят сигналы.

Возможно, неполной передачей сознанию сведений о происходящих в организме изменениях и объясняется разница между людьми, страдающими анорексией, и здоровыми едоками. Исследователи из Питтсбургского университета предлагали двум группам испытуемых, объединяющим представителей первой и второй категорий, сыграть в игру, и наблюдали за активацией в мозге игроков передней части вентрального отдела полосатого тела, ответственной за быстрые эмоциональные реакции. Игра была несложной и заканчивалась выигрышем либо проигрышем игрока, который в случае победы получал небольшое денежное вознаграждение. Результаты сканирования мозга показали, что у здоровых людей участки, ответственные за эмоции, реагировали на выигрыш и проигрыш очень по-разному, в то время как v испытуемых из первой группы, недавно преодолевших симптомы анорексии, разница оказалась весьма незначительной. Создавалось впечатление, что спектр доступных им чувств был сужен по сравнению со здоровыми испытуемыми. Можно предположить, что и эмоциональное удовлетворение от вкусной еды, и муки голода у таких больных также ослаблены 16.