Павел Симонов - Эмоциональный мозг

Итак, на уровне гипоталамуса конфликт между конкурирующими мотивациями однозначно решается в пользу одной из них за счет преобладания доминирующей в данный момент потребности. Участие миндалины делает этот процесс более пластичным, поскольку в конфликт вовлекаются эмоции, зависящие не только от силы потребностей, но и от вероятности их удовлетворения с учетом прошлого опыта и наличной ситуации. Благодаря миндалине возникает возможность сосуществования мотивов, их динамической иерархии. Эта возможность имеет огромное приспособительное значение: представим себе голодное животное, которое, стремясь к пище, прекращает наблюдение за сигналами потенциальной опасности. Вместе с тем функционирование миндалины способно осложнить поведение затрудненностью выбора между конкурирующими побуждениями. Подобно гиппокампу миндалину также можно назвать «органом колебаний и сомнений», но не в информационном, а в мотивационном смысле. Гиппокамп причастен к колебаниям, связанным с достижимостью целей, миндалина «взвешивает» их ценность.

Спектрально-корреляционный анализ электрической активности различных образований головного мозга значительно пополнил сведения о функциональной организации ряда форм высшей нервной деятельности животных и человека. Наиболее обстоятельно были изучены пространственные отношения процессов, протекающих в различных мозговых структурах при ориентировочной реакции, при выработке и угашении условных рефлексов, в естественном и медикаментозном сне, при некоторых умственных операциях, совершаемых здоровым и больным человеком [Ливанов, 1972]. Значительно меньше известно о пространственной организации биоэлектрических процессов при возникновении состояний голода, жажды, полового влечения и во время поведения, направленного на удовлетворение этих биологических потребностей.

Хорошей моделью для изучения мотивированного поведения и его электрофизиологических коррелятов является феномен самораздражения. Однако традиционный способ самостимуляции ритмическим током исключает возможность изучения электрической активности раздражаемых структур, хотя возбуждение именно этих структур инициирует все последующие действия животного. Вот почему использование постоянного тока для самостимуляции животных впервые открыло принципиально новые возможности электрофизиологического исследования этой формы мотивированного поведения [Павлыгина, Михайлова, Симонов, 1975].

Систематическими работами В. С. Русинова [1969] и его сотрудников были показаны преимущества постоянного тока для создания стойких доминантных очагов в центральной нервной системе. Поляризуя гипоталамическую область головного мозга кролика, Р. А. Павлыгина [1956, 1958] получила доминантный очаг, оказывающий выраженное влияние на оборонительные условные рефлексы, электрическую активность различных мозговых образований и кровяное давление. Приступая к экспериментам, мы не нашли в литературе работ, посвященных поляризации эмоциональных «центров» и феномену самораздражения постоянным током, равно как и данных о пространственной организации электрической активности определенных образований мозга при мотивированном поведении животных. Совместно с Р. А. Павлыгиной, В. Д. Трушом и Н. Г. Михайловой опыты были поставлены нами на 16 белых крысах-самцах. У 6 из них на 6-канальном магнитофоне производилась регистрация суммарной электрической активности моторной и зрительной областей коры, гиппокампа, обонятельных луковиц, эмоционально-позитивных и негативных зон гипоталамуса (крысы № 13, 14, 15, 197, 221, 222).

Для монополярного раздражения использовали электроды с диаметром кончика 60 мкм, зачищенным от лака на 0,3–0,5 мм. Индифферентный электрод находился в мышцах шеи. Для получения феномена самостимуляции раздражали структуры медиального пучка переднего мозга в преоптической области и латеральном гипоталамусе. Эмоционально негативные реакции получали при раздражении дорзомедиальной области покрышки. Прежде чем поляризовать позитивные зоны, эти точки тестировались на эффективность в отношении самораздражения ритмическим током. С этой целью использовали однофазные, прямоугольные электрические импульсы частотой 1000 циклов в секунду при длительности стимулов 0,1 мс, длительности пачки 0,3–0,5 с интенсивностью 240–560 мкА. Поляризация малыми токами 2–6 мкА, которая обычно используется для создания доминантных очагов при экспозиции около одного часа, была неприемлема в наших экспериментах. Мы использовали токи 20–100 мкА, и животное не находилось на педали дольше 3 мин.

Спустя 10 дней после операции оживления электродов крысу помещали в плексигласовый ящик размером 21 × 25 × 40 см, у одной из стенок которого находилась педаль. Как правило, на протяжении первых 2–3 дней регистрировали количество нажатий на педаль, совершаемых крысой в процессе ее ориентировочно-исследовательской активности. Затем замыкали цепь, в результате чего каждое нажатие на педаль начинало сопровождаться воздействием анода или катода постоянного тока. Поляризации подвергали только те пункты, подкрепляющие свойства которых были предварительно установлены стимуляцией ритмическим током. Если крыса долго не вставала на педаль, ее сажали на педаль, удерживая в этом положении несколько секунд. Об эффективности поляризации эмоционально-позитивных зон гипоталамуса можно было судить по числу нажатий и продолжительности пребывания на педали, а также — по динамике угашения реакции самостимуляции после выключения тока. В ряде случаев влияние постоянного тока контролировалось по избеганию нажатий на педаль после поляризации эмоционально-негативных пунктов «наказания».

Четырехсекундные интервалы записи электрической активности мозговых образований обрабатывали на ЭЦВМ. При этом оценивали автоспектры потенциалов каждого исследуемого образования, а также кросскорреляционные коэффициенты и когерентные функции между потенциалами каждой пары изучаемых структур. Все спектральные характеристики оценивали в диапазоне от 1 до 20 Гц. Методика определения частотного спектра и вычисления функции когерентности описаны ранее [Труш, Кориневский, 1978]. Морфологический контроль мозга крыс подтвердил локализацию отводящих и стимулирующих электродов.

У крыс № 197, 221 и 222, у которых регистрировалась электрическая активность двигательной и зрительной областей новой коры, эмоционально-позитивной и негативной зон гипоталамуса, в фоновых потенциалах перечисленных структур согласно автоспектральным оценкам, как правило (примерно 80 % наблюдений), доминирующими были частоты тета- и альфа-диапазонов. Во время пребывания крысы на педали при действии подкрепляющего постоянного тока в 40 % записей наблюдалось доминирование дельта-волн. Приблизительно в 50 % случаев, когда наиболее выраженными оставались колебания тета- и альфа-диапазонов, частота доминирующего ритма уменьшалась на 1,5–3 Гц по сравнению с фоновыми записями. После ухода крысы с педали во всех без исключения случаях частота доминирующего ритма возрастала в 60 % — на 0,5–2 Гц.