Мозг и его потребности 2.0. От питания до признания - Вячеслав Дубынин

– когда уже выбрана потребность и соревнуются программы, которые эту потребность могут удовлетворить. В таком случае каждая программа стремится «повести за собой» наше поведение и, если получится, заслужить «дополнительные баллы». Ведь чем больше «рейтинг» программы, тем чаще она станет присутствовать в наших нейросетях в активной форме.

Видимо, таково «предназначение» каждой программы поведения как некой информационной сущности, и это чрезвычайно похоже на логику эволюционного процесса. Только в истории с эволюцией за ограниченные ресурсы – солнечную энергию, питательные вещества – конкурируют генетические «конструкты»: особи, популяции, биологические виды… И неудачники вымирают. В случае поведенческих же программ идет «борьба» синаптических контактов: увеличение рейтинга программы означает, что реализующие ее синапсы передают сигналы более эффективно, тормозя относительно слабые информационные потоки: конкурирующие программы и синапсы.

Отдельный вопрос: за счет чего синапс (и нейросеть в целом) начинает работать эффективнее? Ответ на него ищет (и успешно находит) особый, очень важный раздел нейробиологии – физиология памяти, описывая «пластические» перестройки контактов между нейронами: усиление синтеза медиаторов, увеличение количества рецепторов на мембране клетки-мишени. Зафиксировано физическое разрастание интенсивно «обучающихся» и «набирающих баллы» за счет успешного поведения синапсов – увеличение площади контактирующей с аксоном мембраны клетки-мишени или возникновение на ней особых выростов – дендритных шипиков. В активно функционирующих нейросетях могут возникать новые синапсы (тогда говорят о синаптогенезе de novo), для чего клетки-мишени выделяют особые белковые молекулы – факторы роста нервов (NGF, BDNF, GDNF и другие), провоцирующие ветвление аксонов и формирование у них дополнительных отростков-коллатералей. Возможен даже нейрогенез – возникновение новых нейронов из стволовых клеток, хотя этот процесс обнаруживается уже не во всех, а только в строго определенных областях мозга, способных к обучению, таких как обонятельная система и гиппокамп.

Схема на рис. 12.2 связывает потребности, эмоции, обучение и позволяет зациклить нервные процессы, демонстрируя, что наше поведение – практически непрерывный континуум, который длится, длится и длится.

Когда мы удовлетворяем одну потребность, на очереди уже стоит вторая, удовлетворили вторую – подступает третья. Это позволяет человеку в норме интересно и позитивно существовать в окружающем мире и уж точно не скучать от серости бытия.

В нейросетях, связанных с конкретными потребностями, работают сложные и различающиеся по составу ансамбли нейромедиаторов. Именно они обеспечивают генерацию как положительных, так и отрицательных эмоций. Значение эмоций, во-первых, как подкрепляющего фактора, на фоне которого идет обучение, во-вторых, как фактора, который информирует мозг об успехе деятельности, дает обобщенную оценку итогам поведения – широко обсуждается в физиологической, психологической, философской литературе.

Так, академик П. В. Симонов, на чью классификацию потребностей мы постоянно опирались, много писал о подкрепляющей и оценочной функции эмоций. Павел Васильевич выделял шесть базовых эмоций, которые можно зарегистрировать не только у любого человека, но и при стимуляции мозговых структур высокоразвитых экспериментальных животных (обезьяны, собаки): радость, горе, страх, гнев, удивление, отвращение. Если сравнивать их друг с другом, очевидно, что первые две эмоции характеризуют глобальный успех либо неудачу деятельности. Остальные связаны с более конкретными потребностями. Так, страх и отвращение являются компонентами пассивно-оборонительных реакций, гнев – проявлением агрессии, удивление – важнейшим участником исследовательских программ.

В качестве примера более детализированной классификации приведем систему американского психолога Роберта Плутчика[35], выделившего аж восемь базовых эмоций – радость, доверие, страх, удивление, печаль, неудовольствие, гнев, ожидание – и разместившего их по кругу в виде лепестков цветка. На следующем шаге он присоединил к каждой из базовых эмоций еще две ее градации с более высокой и более низкой интенсивностью (скажем, ужас-страх-опасение или изумление-удивление-отвлечение). Наконец, для каждой очередной пары базовых эмоций в «цветке» он зафиксировал промежуточное состояние (между радостью и доверием – любовь; между гневом и ожиданием – агрессия). Итого – 32 варианта. Впрочем, все они так или иначе «привязываются» к одной или нескольким биологическим потребностям. Об этом писал и сам Р. Плутчик, именуя свою концепцию психоэволюционной теорией эмоций.

Роберт Плутчик в значительной мере основывался на клиническом материале, однако указывал, что его подход основан на таких компонентах поведения (не только человека, но и животных), как ориентация, исследование, воспроизводство, разрушение препятствий, отвержение, подчеркивал генетическую основу эмоций. Читатель же, конечно, легко заметит параллели между классификациями П. В. Симонова (физиолога мозга, нейрофизиолога) и Р. Плутчика (психолога, психотерапевта, психиатра).

Теперь подсветим существование еще одного важнейшего нейробиологического понятия – подкрепления. Этот термин также ориентирован на результат поведения, деятельности организма.

Если удалось совершить что-то важное, полезное, мы получаем положительное подкрепление, связанное с позитивными эмоциями.

При неудаче мы говорим об отрицательном подкреплении, связанном с негативными эмоциями. Наиболее существенные их категории наша нервная система детектирует врожденно (скажем, еда – хорошо, боль – плохо) и старается так организовать поведение, чтобы чаще получать положительные подкрепления и реже – отрицательные.

При этом позитивные эмоции возникают тогда, когда нам не только удается достичь положительного результата, но и по итогу правильно и вовремя запущенных поведенческих программ избежать отрицательного. Убежали от разъяренного соплеменника, удалось не получить «в бубен» – хорошо. И наоборот, негативные эмоции – это результат не только действия отрицательных подкреплений, но и реакция на «упущенные» положительные. Лезли-лезли на дерево за сочным плодом, а тот упал и расшибся всмятку – плохо.

Позитивные эмоции возникают уже тогда, когда вероятность достижения положительного либо избежания отрицательного подкрепления растет. Едем с работы и думаем, как закажем на ужин чего-нибудь вкусненького. Негативные же эмоции легко вызывает само приближение отрицательного подкрепления и даже мелкие неудачи на пути к положительному. Академик П. В. Симонов использовал эту логику работы нервной системы для создания своей общеизвестной потребностно-информационной теории эмоций.

Важнейшие медиаторы, связанные с эмоциями

Какие же медиаторы отвечают за генерацию положительных эмоций и работают в центрах биологических потребностей? Вот он, список этих важнейших молекул: дофамин, норадреналин, опиоидные пептиды, серотонин, ацетилхолин, анандамид. Выделение этих веществ соответствует моментам удовлетворения потребностей. Конечно же, существуют их антиподы, связанные с отрицательными эмоциями, фрустрацией, неудачами: эндиазепины, нейропептид PPI, фрагменты холецистокинина, ноцицептины.

В современной нейрофизиологии и нейрофармакологии ситуация такова, что медиаторы негативных переживаний изучаются довольно мало. В основном исследуются соединения, обусловливающие положительные эмоции. Почему так? Это в значительной степени определяется проблемами и задачами практической наркологии. Если взять вещество, похожее на медиатор, вызывающий положительные эмоции, способное переходить из крови в мозг через гематоэнцефалический барьер и притом устойчивое к разрушительному действию ферментов, это вещество с высокой вероятностью окажется наркотиком.

Наркотик – молекула, продуцирующая сильные позитивные эмоции самим фактом попадания в мозг. В этом случае очень быстро развивается весьма устрашающая ситуация: нервная система вдруг обнаруживает, что для получения удовольствия и даже эйфории вовсе не нужно совершать никакой реальной деятельности. Не нужно есть, узнавать новое, любить… Не нужно вообще напрягаться. Достаточно принять таблетку или уколоться.

Наркотик – словно «черный