Нейробиология здравого смысла. Правила выживания и процветания в мире, полном неопределенностей

Передняя поясная кора, возможно, определяет темп создания когнитивного капитала и принятия решений, основанного на этом капитале, а орбитофронтальная кора (ОФК), часть префронтальной коры, расположенная за глазницами (показана на рис. 7), все больше известна как «критик контингенций». Другая крысиная модель, в которой определенные запахи предсказывают подачу раствора сахарозы (вознаграждение) или горького раствора хинина (наказание), используется для исследований участков мозга, активирующихся в процессе расчета контингенций. Как только формируются связи между запахами и растворами, Джеффри Шенбаум со своей группой перемешивают ассоциативные связи. Таким образом, чтобы научиться подстраиваться к постоянным изменениям запахов, от крыс требуется определенная когнитивная гибкость. Здоровые крысы могут быстро раскодировать изменения в ситуации запах-результат, но крысы с повреждением орбитофронтальной коры не успевают менять свое поведение при новых условиях. Исследователи пришли к выводу, что ОФК важна для передачи сигнала об ожидаемом результате, например, о том, что определенный запах больше не предсказывает появление сладкого раствора. Таким образом, возможно, орбитофронтальная кора – конечная область мозга, регулирующая контингенции. Но она, разумеется, действует не одна. Согласно житейской мудрости «критиковать все горазды», многие области мозга становятся такими «критиками» и пристально следят за тем, как мы определяем возникающие погрешности предсказания. Шенбаум с коллегами называет подобные ошибки предсказания обучающими сигналами. Ученые предполагают, что мозг задействует свои базовые области, например центр удовольствия, для выделения важности этих ошибок[128].

Легко оценить роль ошибок как обучающих сигналов, когда речь идет, скажем, о вождении автомобиля. Но трудно представить, что даже многие часы, проведенные за виртуальным обучением, смогут заменить наращивание контингентного капитала во время реального вождения. Начинающие автолюбители должны водить настоящий автомобиль на настоящий дороге, чтобы приобрести достаточный опыт и стать умелыми водителями. Ошибки, подобные заносам, грубому подрезанию при перестроении и несвоевременному перестроению при выезде на автостраду, приводят к несоответствиям ожиданий и погрешностям в предсказаниях, которые советуют мозгу подготовиться к таким водительским сюрпризам (считай, промахам). Хотя подобные контингенции реакции-результата считаются простыми, вождение – это информативная модель, позволяющая понять, как мы опираемся на ошибки, чтобы перенастроить вероятности реакции-результата. Как говорилось в главе 1, когда пациенты с травмами вновь учатся ходить, важно, чтобы они, совершая ошибки, самостоятельно их исправляли, а не только следовали указаниям врачей. Прежде чем будет достигнут прогресс в физиотерапии, как и в различных сферах жизни, нужно набраться определенного ошибочного опыта и сделать соответствующую перенастройку.

Оптогенетика: цепи контингенций в центре внимания

Даже после прочтения в уважаемых научных журналах рецензируемых статей об оптогенетике – достаточно новой нейрометодике – мне приходится напоминать себе, что это не научная фантастика. Вкратце: были обнаружены светочувствительные белки, или опсины, которые в определенных микроорганизмах меняют их клеточные функции. Когда естественный свет попадает на эти микроорганизмы, крошечные каналы на поверхности их мембраны открываются или закрываются в зависимости от специфического белка опсина и природы света, что в итоге подсказывает определенные примитивные поведенческие реакции[129]. Все это очень интересно и работает у простых организмов, но будут ли эти светочувствительные опсины влиять на мозг млекопитающих? Такой вопрос кажется немного преждевременным, но именно поиском ответа на него занимается оптогенетика. Гены, кодирующие опсины, выделяют из микроорганизмов-хозяев и определенным образом встраивают в нейроны отдельного участка мозга мыши[130]. Оптические волокна располагают над этим участком, так что после того, как опсины синтезируются данными нейронами, свет через специальную шапочку, надетую на голову мыши, попадает на них[131].

Оказывает ли такая световая техника воздействие на мозг млекопитающего и его поведение? Определенно оказывает. В первых опытах по оптогенетике крысы просыпались от сна сразу после включения лазера[132]. Таким образом, нейробиологи могли смоделировать определенное поведение, вживляя опсины в разные области мозга. В мультфильме, чтобы изобразить рождение мысли, над головой персонажа зажигают электрическую лампочку – так и включение света внутри мозга грызуна порождает нейронные импульсы. И благодаря появлению оптогенетики подобные мультипликационные приемы приобретают новый смысл.