Мозг и его потребности 2.0. От питания до признания

Просто так переложить заботу о нашем весе на фармакологов или «добрых волшебников» не получится. И борьба как за калории, так и против них остается ежедневной задачей каждого человека. Заботьтесь о себе!

Глава 3. Мозг и любопытство

Что такое любопытство?

Любопытство – одна из самых главных программ, вставленных в человеческий мозг. Мы действительно очень любознательны, и для нашего мозга новая информация – это отдельный источник «кайфа». 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 любознательностью и сбором новой информации, могут протекать в форме рефлекторного ответа на внешние стимулы либо запускаться изнутри организма. Во втором случае мы говорим о явном проявлении потребности.

С рефлексами (реакциями на стимулы) все просто, это самый легко изучаемый тип поведения. Когда появился стимул, например кто-то крикнул или чихнул, мы поворачиваем голову, чтобы посмотреть, кто это там шумит. Или, почувствовав чье-то прикосновение в водоеме, вскрикиваем и спешим выбраться на берег – мало ли что там плавает. Во врожденных рефлекторных дугах нейроны, отвечающие за подобные действия, соединены по неким генетически заданным принципам. Сборка таких цепочек нервных клеток 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. Она способна вызвать реакцию, в том числе поиск новой информации, даже при отсутствии внешних стимулов.

Потребность в новизне может возникать, когда мозгу вздумалось вдруг обычным вечером в среду, что ему не хватает информации для удовлетворения пищевой или, например, половой потребности. Вот тогда поиск новых сведений, сигналов и – шире – новых возможностей будет предварительным этапом для удовлетворения нужд, связанных с выживанием, размножением, питанием и т. п. Человек закопается в интернете, читая статьи до тех пор, пока мозг не решит, что теперь он достаточно подкован, допустим, в вопросах засолки овощей на зиму. Получается, что в нервной системе возникает некое внутреннее состояние, которое и запускает поведение, направленное на поиск свежих 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 проверять, кто там ночью шуршит в кустах под окнами. Или любопытно, но лень идти на кухню, чтобы посмотреть, чем там гремит кот. Реже две потребности работают в одном направлении, например в выборе новой еды или нового партнера для размножения (эффект Кулиджа[3]). Если вспомнить классификацию потребностей по А. Маслоу, то нужда в знании, понимании и исследовании находится на самой ее вершине. Это то, что Маслоу назвал духовными потребностями личности, что, конечно, очень лестно для поведения, связанного с любопытством. Но надо учитывать, что многие реакции, направленные на сбор новой информации, появляются в эволюции очень рано.

Напомню, что по классификации академика П. В. Симонова потребности делятся на три группы: витальные, зоосоциальные и потребности саморазвития. Каждая из них базируется на деятельности определенных мозговых центров. Пищевое поведение, о котором мы уже говорили, относится к витальным программам – «вопросам жизни и смерти» – и вполне буквально.

Исследовательские программы, когда сбор новой информации производится как бы впрок, явно направлены в будущее. От знания, как закатать овощи на зиму, не зависит наша жизнь (по крайней мере, здесь и сейчас). П. В. Симонов отнес любопытство к потребностям саморазвития.

Например, когда ребенок впервые видит лягушку, он проявляет недюжинное любопытство. Для него это существо – не пищевой объект, и он ее, как правило, не боится, но зато как ему интересно! Наблюдать, пытаться взять в руки, подражать ее прыганию.

В случае программ саморазвития мозг реализует реакции как бы наперед, и биологический смысл любопытства состоит в формировании точной картины мира, более успешном прогнозировании событий и, благодаря этому, в реализации более адаптированного к внешней среде поведения. Если ребенок вместо лягушки будет приставать, например, к коту и потянет его за хвост – тот ожидаемо зашипит-зарычит. А ребенок поймет, что тиранить котофея – опасное занятие.

Исследовательское поведение – очень яркий пример программ саморазвития. Действительно, в тот момент, когда мы собираем новую информацию, мы еще не знаем, пригодится ли она нам и в каких случаях. Быть может, она и вовсе бесполезна. Но сам по себе сбор неизвестных прежде сведений – это хорошо, интересно и важно, и в процессе мы испытываем положительные эмоции. Это происходит с вами прямо сейчас, когда вы читаете данную книгу. Биологически чем больше знаний об окружающем мире имеет мозг, тем адекватнее и точнее его поведение. Поэтому различные программы, связанные со сбором новой информации, появляются в эволюции очень рано и со временем лишь 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. Это врожденная программа, которую описал еще И. П. Павлов и назвал рефлексом «Что такое?». Это любопытство в его самой простой форме. Например, заслышав шаги в отдалении, собака навострит уши: «Кто там? Свои? Чужие? Где?». Нейронные сети, обеспечивающие ориентировочный рефлекс, находятся в среднем мозге.

• Второй уровень — поисковое поведение. Это активные действия в условиях неопределенности, когда организм исследует новую территорию, для того чтобы решить какую-нибудь проблему. Например, в аудиторию заходит опоздавший студент и ищет, где можно сесть. Его поведение подчиняется программам любопытства: он вертит головой, смотрит во все стороны и, найдя наконец свободный стул, направляется прямо туда. Это типичный вариант реакции, связанной с перемещением в пространстве. Для реализации поискового поведения нужно идти, бежать, плыть, двигаться на плоскости или в трех измерениях. Со стороны тела происходят сгибания рук и ног. Это – база 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». В данном случае это не имеет ничего общего с тем, чтобы какими-то ухищрениями заставить другого человека что-то делать. Здесь мы манипулируем чисто механически – когда наши пальцы работают и мы хотим посмотреть, что находится внутри некоего объекта, раскрутить, «раздербанить» незнакомый или знакомый предмет. Например, разбираем на детали сломавшийся пылесос, искренне надеясь найти причину поломки. 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 мозг заметил факт новизны: «О, с этим мы еще не сталкивались!». Отдельные нейроны, их группы, нейронные комплексы работают на то, чтобы сравнивать уже имеющиеся сведения с поступающими. И если в этой свежей информации есть что-то необычное, что нашему организму раньше не встречалось, тогда срабатывают разные варианты исследовательского поведения.

Чтобы реализовался ориентировочный рефлекс «Что такое?», анализ сенсорной, поступающей от органов чувств информации ведет верхняя часть среднего мозга – четверохолмие.

Для запуска поискового поведения и сбора информации «в новом месте» очень важна старая кора, прежде всего гиппокамп.

Результаты манипуляции с предметами оценивает поясная извилина – область новой коры больших полушарий, которая относится к лимбической доле и находится на внутренней поверхности полушарий над мозолистым телом.

Поясная извилина крайне важна для оценки результатов любого поведения, а также для генерации эмоций, связанных с успехом или неудачей поведения, провалена «миссия» или нет.

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 и «манипуляции» со словами – от частушек, шуток и каламбуров до высших проявлений творчества – поэм, сонетов и великих романов.

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 внешней информации, в котором мы находимся сейчас, с тем, который был, например, 0,2–0,3 секунды назад. Если что-то изменилось в окружающем мире, запускается тот самый 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 и туловища.

Рис. 3.1. Вверху: поперечный срез среднего мозга 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 по целых шесть мышц, которые должны очень слаженно работать, вращая глазное яблоко, в том числе для реализации исследовательского поведения. Пять из шести глазодвигательных мышц управляются мотонейронами, расположенными в нижней части среднего мозга, и лишь одна, шестая, – мотонейронами моста. Кроме того, сигнал из четверохолмия уходит на область, которая называется вентральная покрышка, или просто покрышка среднего мозга (3). Это значимая зона, ведь именно здесь находятся нервные клетки, которые отвечают за положительные эмоции, возникающие от того, что мы воспринимаем что-то новое. Увидеть, услышать, каким-то иным образом ощутить что-то, чего мы не видели, не слышали и не ощущали раньше, – важно, интересно и позитивно для организма. Поехать в экзотическую страну и попробовать там какой-то необычный фрукт. Или отправиться за полярный круг и впервые увидеть огни северного сияния – это тоже будет позитивной новизной. Центр этого позитива – вентральная покрышка, и аксоны ее нейронов поднимаются в большие полушария – как в кору, так и в базальные ганглии.

Нейромедиатором при этом является дофамин – важнейшая молекула, отвечающая за наши положительные эмоции.

Ориентировочный рефлекс – самый древний вариант любопытства. Если вы подойдете к аквариуму и постучите по стеклу, то рыбки к вам повернутся и посмотрят, что же за «умник» там стучит. Если кто-то из идущих позади вас прохожих шумно споткнется и чертыхнется, вы обязательно обернетесь узнать, 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. Прямо как те крутые герои боевиков, которые не оборачиваются на взрыв. Помните: это – фантастика.

Четверохолмие – вот так неожиданность – состоит из четырех холмиков: пары верхних и пары нижних. Верхние – 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 происходит вокруг нас сейчас. Если зафиксировано изменение, тогда и запускается ориентировочный рефлекс. Кроме зрительных и слуховых сигналов, сюда, в четверохолмие, приходят и другие оповещения от органов чувств. Например, кожная чувствительность: если кто-то вас трогает за плечо, вы повернете глаза и голову, пытаясь понять, это так поздоровался ваш старый приятель или над вами просто пролетала птичка. Или, допустим, когда появляется новый запах, мы начинаем озираться, чтобы собрать больше данных о его источнике.

Сбор новой информации – первейшая цель ориентировочного рефлекса.

Когда мы поворачиваем глаза и голову в сторону непривычного звука, то приводим нашу зрительную и слуховую систему в оптимальное положение. Например, если в углу комнаты кот зашуршал пакетом, нам надо на него посмотреть – тогда сетчатка (а точнее ее центральная зона) детально просканирует изображение. Прямо как у робота. Уши при этом окажутся на равном расстоянии от шуршащего объекта – так, чтобы оптимально считать звуковую информацию, ее частотные характеристики. У многих млекопитающих по несколько мышц связано с каждым ухом, и они очень хорошо ими двигают, определяя источник звука, даже не поворачивая головы. Когда мы окликаем лошадь или собаку, хорошо видно, что их уши, как локаторы, поворачиваются в сторону звука. К тому же каждое ухо способно жить «своей жизнью». Собака может левым слушать хозяина, а правым не упускать того, что творится за забором. У человека же способность двигать ушами сохранилась 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. Они 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 тормозной интернейрон (ТИ). Запуск ориентировочного рефлекса происходит при несовпадении этих информационных потоков. «Только что пирожками не пахло, а теперь пахнет, хм… Надо разобраться».

Если обстановка вокруг не меняется и ничто не воздействует на органы чувств (или воздействует равномерно: например, мы привыкли к тому, что соседи наверху уже полчаса стучат молотком), то прямой вход на детекторы новизны и вход через тормозной интернейрон «обнуляют» друг друга: торможение компенсирует возбуждение. Однако если сенсорный сигнал внезапно усилится (разочаровавшись в молотке, соседи достали перфоратор), то в возбуждающем синапсе тут же начнет выделяться больше нейромедиаторов – как мы помним, это «курьеры», доставляющие информацию между нейронами. И при усилении сигнала из внешней среды этих «курьеров» становится больше. Тормозной синапс отреагирует позже, поскольку сигнал на ТИ, как видно на схеме, попадает через цепочку возбуждающих нервных клеток. Каждый синапс – это задержка во времени на 5, 10 и более миллисекунд, поэтому тормозная «копия» немного запаздывает (на то она и «тормозная»). В итоге при резком усилении сенсорного сигнала возбуждение на детекторе новизны превышает торможение. Совсем на короткое время – но его вполне достаточно, чтобы вызвать электрические импульсы на мембране ДН и запустить, собственно, ориентировочный рефлекс.

Мы рассмотрели самый простой вариант нейросети, реагирующий на новизну. Она работает, только если сигнал появляется впервые или резко усиливается, когда мы уже вроде бы привыкли к его присутствию. В четверохолмии есть и более сложные нейронные системы, реагирующие на уменьшение интенсивности сигнала (перфоратор сменился на шуруповерт), на движение его источника в пространстве (соседи перешли в другую комнату) и прочее. Четверохолмие – блок нервной системы, который позволяет изучать любопытство на самом простом уровне: мозг рыб, амфибий. Хотя этот уровень, конечно, свойственен и человеческому мозгу.

Не будем также забывать о том, что фактор новизны важен и для получения положительных эмоций. Вы не всегда успокоите плачущего ребенка конфеткой, а вот новой, даже не очень крутой игрушкой – почти наверняка. Тут уж ему будет не до слез – он моментально переключится на внезапный подарок. Наш мозг очень любопытен, в том числе и на уровне среднего мозга.

Теперь немного подробнее поговорим о глазах. Наши глаза выполняют два основных типа движений – слежения (плавное перемещение взгляда) и саккады (быстрые скачки). В их основе – врожденные программы, на которые «накладывается» обучение в первые месяцы жизни. Этот учебный процесс реализует древняя часть мозжечка – червь, который уже упоминался в первой главе в контексте автоматизации вестибулярных рефлексов.

Анализ движений глаз в ходе научного эксперимента позволяет детально отследить ориентировочный рефлекс «в действии» и понять, как перемещается взор при рассматривании того или иного объекта. Эта информация помогает определить, какие части картинки наиболее важны для человека, а какие – не очень значимы, в какой последовательности считывается визуальная информация, с какой скоростью и так далее. В XX веке для исследования этой темы движения глаз записывали на кино- и видеопленку, а потом анализировали весьма сложным образом. Попробуй-ка, отсмотри и зафиксируй каждое микродвижение на записи! Сейчас же существуют ай-трекеры (eye-tracker) – видеокамеры с адаптированными программами, которые сразу строят схему как слежений, так и саккад, и анализируют их параметры.

Так, можно увидеть, что когда мы разглядываем кого-то в профиль, основное внимание уделяем носу, глазам, губам – то есть субъективно существенным элементам картинки. Довольно интересным образом мы читаем текст: взор прыгает в начало строки (крупная саккада) и дальше не движется непрерывно от буквы к букве, а делает примерно шесть-семь небольших скачков (мини-саккад), за которые строка прочитывается целиком. В эпоху новостных лент в соцсетях мы и вовсе не читаем, а сканируем большинство статей – у копирайтера есть всего один абзац, чтобы завладеть вниманием пользователя, потому что дальше он зигзагообразно «пробегает» глазами по тексту и, если ему скучно, проходит мимо.

Все это любопытно и важно для современных задач, связанных, например, с маркетингом, компьютерной техникой. Так, исследователь может объективно оценить, как пользователь рассматривает страницу рекламного сайта, например, строительной компании. Насколько интересны и привлекают взор ключевые элементы: перечень услуг, цены, контактная информация, отзывы? Верно ли расставлены визуальные якоря? Как долго на них задерживается взгляд? От этих факторов зависит, с какой вероятностью посетитель сайта примет решение, стать ли ему клиентом этой компании.

Оценка процесса рассматривания картинок – окно в бессознательное.

Таким же образом можно исследовать возрастные, половые и социальные различия. Авторы одной из работ обнаружили, что женщины и мужчины по-разному рассматривают рекламу кроссовок, надетых на полуобнаженную девушку. Мужчинам кроссовки оказываются, прямо скажем, «до лампочки», они и не вспомнят название бренда (в маркетинге такое отвлечение от основного рекламируемого объекта называют эффектом вампира). А женщины все-таки смотрят на обувь. Они уделяют ей внимание, почти такое же, что и особенностям фигуры фотомодели, – значит, отдел маркетинга компании решил, что их основная целевая аудитория – женщины.

При выборе одного товара из нескольких покупатель обычно берет тот, на котором изначально 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 сделан на бессознательном уровне.

Подобные исследования являются частью весьма интересной современной науки, которая называется нейромаркетинг и существует на стыке экономики, физиологии и психологии.

Поисковое поведение

Переходим к следующему блоку мозга, связанному с поисковым поведением и перемещением в пространстве. Это прежде всего субталамус – структура, которая находится между таламусом и гипоталамусом в задней части промежуточного мозга. Но сперва немного поговорим о таламусе и гипоталамусе. Оба они работают с новой информацией.

Гипоталамус – главный центр эндокринной и вегетативной регуляции, отвечающий за множество биологических нужд: голод, жажду, страх, агрессию, половую и родительскую потребности. Это такой диспетчер огромной транспортной системы, который пытается сохранить баланс на всех направлениях и не допустить аварий.

Таламус – центр, фильтрующий сигналы и обеспечивающий кору больших полушарий актуальной информацией (по сути – центр внимания). Работая по заказу коры больших полушарий, таламус из огромного сенсорного потока выделяет первоочередные в данный момент оповещения от органов чувств: зрительные, слуховые, тактильные. Так у нас в голове не возникает какофонии и переизбытка ощущений, это называется произвольным вниманием. Но таламус учитывает еще и сигналы четверохолмия. Оно, как мы уже говорили, считывает из окружающей среды новую информацию, но в итоге не только запускается ориентировочный рефлекс, но сигнал идет в таламус. И таламус именно для этой информации открывает проход без очереди в кору больших полушарий. Кора отвлекается от того, чем была занята, и, «бросив все», спешно анализирует новые данные.

С точки зрения человеческой деятельности, например обдумывания рабочего проекта или решения сложной математической задачи, – такая потеря фокуса внимания, конечно, не очень уместна. Еще И. П. Павлов указывал, что отвлечение мешает процессам обучения, и назвал его внешним торможением. Но, поскольку это действительно новая информация, оповещение о том, что кто-то шлындает мимо двери или сосед вдруг начал долбить стену перфоратором, получает приоритет. Кора больших полушарий просто вынуждена заниматься анализом нового сигнала (непроизвольное внимание).

Гипоталамус – один из главных генераторов эмоций. Помимо уже перечисленных центров потребностей, в нем находятся центры положительных и отрицательных эмоций. Часть позитивных впечатлений, которые генерируются при узнавании нового, имеют именно гипоталамическое происхождение.

Кроме того, гипоталамус как центр многих потребностей зачастую служит для субталамуса источником активации.

Субталамус – центр поискового поведения, он отвечает за запуск и ускорение локомоции – перемещения в пространстве.

Очень важно, что исследовательское поведение часто предшествует удовлетворению какой-то актуальной потребности. Урчит в животе от голода – придется встать из-за компьютера и пойти на кухню добывать еду. Стало тревожно – нужно изменить местоположение в пространстве, покинуть зону тревожности. Захотелось размножаться – придется поискать потенциального партнера, может быть, он совсем недалеко.

Совершить какое-то действие, например встать с условного дивана и пойти на поиски «приключений», – это очень важный начальный компонент в процессе удовлетворения большинства нужд. Получается, что центры многих потребностей сбрасывают активирующий сигнал на субталамус, и он в итоге запускает перемещение в пространстве. В ходе этого перемещения собираются неизвестные ранее сведения. Узнавание чего-то нового – это сам по себе источник положительных эмоций, но из этой информации выбираются те сигналы, которые позволят удовлетворить неотложную потребность. Например, поесть или оказаться в безопасности. Эти сигналы направляют траекторию движения, и, таким образом, шансы достичь необходимой цели растут.

Получается, что локомоция является начальной стадией на пути удовлетворения очень многих потребностей. При этом сама локомоция и те сведения, которые собираются по ходу перемещения в пространстве, тоже являются источником положительных эмоций. А для того чтобы уйти из точки А в точку Б, нужно сгибать и переставлять ноги, лапы или махать крыльями.

С удовольствием перемещаются и ищут что-то новое все высшие позвоночные. Иногда это поиск информации в чистом виде. Запустите кошку в квартиру, где она раньше не была, – она обойдет весь периметр, обнюхает углы, соберет полные сведения о неизведанном пространстве на всякий случай. И поточит когти о новый диван. Напомним, что это – программы саморазвития. Мало ли что таится в незнакомом месте: может быть, еда, а может, и опасность. Даже если не будет ничего очевидно важного, все равно сбор новой информации – это позитив.