Эрик Кандель - Расстроенная психика. Что рассказывает о нас необычный мозг

Вскоре после открытия Карлссона нейробиологи Джеймс Олдс и Питер Милнер, работавшие в Университете Макгилла, глубже изучили функцию этого нейромедиатора 116 . Сначала они вживили электрод в самый центр крысиного мозга. Положение электрода было во многом случайным, но оказалось, что Олдс и Милнер поместили его совсем рядом с прилежащим ядром – ключевым компонентом мезолимбического пути (рис. 9.1). Затем они установили в клетке с крысами рычажок, который позволял животным пускать себе в мозг слабый разряд электрического тока, стимулируя область возле прилежащего ядра.

Рис. 9.1.Сеть коммуникаций, сформированная производящими дофамин нейронами мезолимбического пути, – ключевой нейронный путь системы вознаграждения мозга.

Разряд был настолько слаб, что ученые даже не чувствовали его, прикладывая электрод к собственной коже, но стимуляция прилежащего ядра доставляла крысам удовольствие. Они снова и снова нажимали на рычаг, чтобы добиться желанной стимуляции. Удовольствие от электрода было настолько сильным, что вскоре крысы потеряли интерес ко всему остальному. Они перестали есть и пить, перестали проявлять интерес к противоположному полу. Они просто сидели, забившись в угол клетки, и блаженствовали. Через несколько дней многие крысы умерли от жажды.

Лишь через несколько десятилетий кропотливых исследований Олдс и Милнер, а впоследствии и другие ученые установили, что крысы страдали от избытка дофамина. Электрическая стимуляция прилежащего ядра приводила к высвобождению огромных количеств этого нейромедиатора, “переполняя” животных удовольствием.

Как правило, наградой считается то, что дарит нам чувство счастья или хорошее настроение. Наградой может быть шоколадный торт, новый гаджет или прекрасное произведение искусства. Представления нейробиологов о наградах немного отличаются: по их мнению, награда – это любой объект или процесс, который запускает поведенческую модель приближения, требуя от нас затрат внимания и энергии. Подкрепляя приближение, награда помогает нам учиться.

На ранних этапах эволюции в мозге появились специализированные области, которые регулируют нашу реакцию на приятные стимулы среды, например на пищу, воду, секс и социальные взаимодействия. Все вызывающие привыкание наркотики действуют на эту систему вознаграждения. У наркотиков могут быть разные мишени, но в итоге они повышают концентрацию и длительность нахождения дофамина в мозге. Активация дофаминовых сигналов вкупе с активацией нескольких других сигналов вознаграждения, различающихся в зависимости от наркотика, вызывает тот кайф, который люди поначалу испытывают под влиянием наркотиков.

Нейробиолог Кембриджского университета Вольфрам Шульц изучает роль награды в обучении 117 . Эксперименты Шульца с обезьянами были основаны на ранних экспериментах Павлова, посвященных выработке условных рефлексов у собак. Шульц проигрывал обезьянам громкий звук, ждал несколько секунд, а затем выдавливал им в рот несколько капель яблочного сока. В ходе эксперимента Шульц наблюдал за электрической активностью отдельных производящих дофамин нейронов в мозге обезьян. В первое время нейроны не возбуждались, пока животное не получало сок. Однако как только обезьяны поняли, что звук предваряет получение сока, те же самые нейроны стали возбуждаться, когда раздавался звук, то есть в момент, предвещающий награду, а не после ее получения. По мнению Шульца, дофаминовая система обучения интересна тем, что в ней все основано на предвкушении.

Предвкушение награды помогает нам формировать привычки. Хорошие, адаптивные привычки помогают нам выживать, позволяя выполнять множество важных задач автоматически, даже не думая о них. Адаптивные привычки поощряются высвобождением дофамина в префронтальную кору и полосатое тело, то есть те области мозга, которые задействованы в контроле поведения, вознаграждении и мотивации. Высвобождение дофамина не только дарит человеку чувство удовольствия, но и вырабатывает у него условный рефлекс. Как мы знаем, обусловливание формирует долговременные воспоминания, которые позволяют нам узнавать стимул при следующей встрече с ним и реагировать соответствующе. Если это позитивный стимул, как бывает в случае с адаптивными привычками, обусловливание мотивирует нас стремиться к нему. Например, если вы съели банан и сочли его вкусным, в следующий раз, увидев банан, вы почувствуете желание его съесть.

Вызывающие привыкание наркотики – как легальные, так и нелегальные, ибо наш организм не умеет их различать, – тоже стимулируют производящие дофамин нейроны системы вознаграждения. В этом случае, однако, концентрация дофамина в префронтальной коре и полосатом теле повышается чрезмерно. Избыток дофамина генерирует сильное удовольствие и формирует условную реакцию на внешние стимулы, которые предвещают удовольствие. Подобные стимулы – скажем, запах сигаретного дыма или вид иглы – пробуждают у человека сильнейшую тягу к соответствующему веществу, а это, в свою очередь, толкает его к поиску наркотика.

Почему некоторые вещества – например, кокаин – формируют зависимости, а не адаптивные привычки? В норме вскоре после связывания с рецепторами клеток-мишеней дофамин отсоединяется от них и вычищается из синапсов. Нейровизуализация показывает, что вызывающий быстрое привыкание кокаин препятствует очистке синапсов от дофамина. Получается, дофамин задерживается в синапсах и продолжает вызывать удовольствие, которое в итоге длится дольше, чем удовольствие от обычных физиологических стимулов. Иными словами, кокаин взламывает систему вознаграждения мозга.

Взлом происходит поэтапно, начиная с установления зависимости, когда наркотик завладевает системой вознаграждения мозга, и заканчивая неспособностью противостоять соблазну. Все известные наркотики, вызывающие привыкание, повышают концентрацию дофамина в центрах удовольствия коры, а это, как считается, приводит к подкрепляющим эффектам, определяющим пристрастие к наркотику. Многие подобные наркотики высвобождают и другие химические соединения, опосредующие вознаграждение.

Однако, продолжая принимать наркотик, человек вырабатывает к нему толерантность. Дофаминовые рецепторы начинают реагировать на него не столь активно, как раньше. Того количества наркотика, которое раньше вызывало кайф (удовольствие), перестает хватать. В результате для достижения сравнимого эффекта человеку нужно все больше наркотика. Нора Волкова, директор Национального института по изучению злоупотребления наркотиками и пионер в области исследования механизмов действия зависимости на мозг, зафиксировала этот процесс в серии нейровизуализаций, выявивших, что через какое-то время после начала употребления кокаина полосатое тело перестает реагировать на него 118 .