В этой главе описывались научные исследования Павлова, которые должны были пролить свет на прогнозирование поведенческих реакций. Животные сообразили, что свет предвещает появление еды, и после достаточной тренировки они стали реагировать на зажигающийся свет как на появление еды. Исследования условного рефлекса были достаточно революционными, но при всей значимости этих наблюдений нужно отметить, что мы не живем в мире совершенных предсказаний. В действительности самое предсказуемое явление в нашей жизни – это непредсказуемость происходящих событий.
Позднее одна из ассистенток Павлова, Н. Р. Шенгер-Крестовникова, разработала эксперимент, с помощью которого она смогла определить, насколько разрушительной может быть неопределенность ситуаций. В этой экспериментальной прелюдии к будущим исследованиям по нейроэкономике она обучала собак реагировать на круг, чтобы получить желанную еду. Животные запомнили, что, если они реагировали на овал, они не получали корм, а когда им одновременно показывали круг и овал, собаки знали, что для получения корма нужно выбрать круг. В ходе эксперимента форма овала изменялась и все больше приближалась к кругу, что в конце концов приводило собаку в полное замешательство. Можно подумать, что в огромной схеме жизненных контингенций такая ситуация для собак не очень важна, но, по мнению Павлова, собаки считали иначе.
Поведение животных резко менялось. Собаки, спокойные до этого, начинали скулить и вести себя беспокойно, они вырывали провода механизма, стимулирующего кожу, и, чего не случалось ранее, пытались избавиться от закрепленных во рту пробирок для сбора слюны[52].
Ученые, изучающие поведение животных, называют типы поведения, наблюдаемые в неожиданных ситуациях, поведенческими смещениями. Для людей это тоже характерно. Когда мы сталкиваемся с ситуацией, на которую нет четкого ответа, мы можем начать озадаченно почесывать затылок или постукивать ручкой по столу. Не важно, в чем состоит проблема, но как чесание затылка или постукивание ручкой может помочь ее разрешить? Если мы хотим отобразить неопределенность в программе PowerPoint, мы тоже «чешем затылок» – ставим знак вопроса. Конечно, затылок можно почесать, потому что зачесалась голова, но в неопределенной ситуации подобное действие вряд ли будет уместным.
Эти наблюдения убедительно доказывают, что поведенческие смещения сигнализируют о том, что мозг продирается через контингентные формулы, если он не в состоянии определить последствия конкретной реакции. Но интересно, что такое смещенное, кажущееся нефункциональным поведение может иметь и собственную функцию – оно позволяет нам реагировать (расхаживать, почесываться и т. д.) на неопределенную ситуацию понятным образом и, снижая уровень тревоги, позволяет прорываться сквозь неопределенность и находить оптимальное поведение. Однако иногда, как бы сильно мы в терапевтических целях не почесывали затылок, обстоятельства не позволяют нашим контингентным калькуляторам правильно отреагировать. Обстоятельства, подобные бедности, популярности, приему психотропных веществ, эмоциональному и физическому насилию, а также неисправным нейронным функциям, могут привести к дефициту контингенций и в итоге проявиться в виде психического заболевания, такого как обсессивно-компульсивное расстройство, посттравматическое стрессовое расстройство или депрессия[53]. В восьмой главе я подробно расскажу о таких реакциях, которые вовсе не способствуют адаптации к неопределенности.
Интересно поразмышлять над тем, что подобные контингентные расчеты могут быть эмпирической основой того, что философы называют свободой воли. Философы – предшественники психологии – считали, что свобода воли присуща исключительно человеку и не зависит от природных сил, которые влияют на другие функции. То, что мозг вычисляет последствия возможных реакций, может считаться более естественным толкованием свободы воли в том смысле, что такие мозговые расчеты, в большинстве случаев основанные на прошлом опыте, влияют на индивидуальные реакции. Принимая во внимание эту сложность, маловероятно, что два человека будут абсолютно одинаково реагировать на схожие ситуации. Соответственно, «свобода воли» – это более точное описание гибкого и информированного поведенческого отклика, чем «закрепленная воля», которая предполагает предсказуемые реакции, а похоже, именно так считали первые бихевиористы[54].
Каким бы интересным ни было обсуждение философских терминов, таких как свобода воли, мы перейдем к обсуждению внутренней работы мозга – контрольного центра вероятностных расчетов. Чтобы узнать больше о самом эффективном расчете контингенций, важно лучше понимать принцип работы того органа, который принимает эти стратегические решения. Это понимание подведет нас на шаг ближе к предотвращению возникновения пузырей мозга, поскольку мы сможем лучше разобраться в нейронных реакциях, которые приводят к адаптивному поведению и желаемым результатам.
3Человеческий мозгГлаза разбегаются
Хотя многие функции мозга до сих пор покрыты тайной, скорость, с которой нейробиологи заполняют информационные реестры физических свойств мозга, ошеломляет. За последние полвека развитие передовых методов дало нейробиологам возможность разными способами исследовать мозг, что позволило уйти от страшных экспериментов с подопытными животными, которым ученые специально повреждали мозг, чтобы наблюдать за последствиями, или от экспериментов с людьми, имевшими естественные нарушения в работе мозга[55]. Такими жестокими методами исследователи смогли только найти связь между определенными областями мозга и врожденными способностями и чувствами, такими как агрессия или голод, но эти примитивные методы не могли объяснить, как и почему возникают те или иные реакции. Современные методы – от генетических манипуляций до визуализации мозга в реальном времени – предоставили в руки ученых целые тома новых данных.
Сегодня, в условиях информационного цунами, нам трудно представить, что когда-то о мозге не было известно ничего. Но еще в конце XVIII века состояние этой области было именно таким. В то время ученые не располагали объективными и надежными данными, которые помогли бы хотя бы умозрительно понять, как работает мозг; неблагоприятная с точки зрения методологии ситуация отодвигала науку о мозге на задний план, отводя ей место после таких точных и признанных дисциплин, как физика и математика. Но все же первые исследователи сосредоточились на правильном органе – мозге. Несмотря на примитивность ранних методов, признание того, что мозг – единственный орган, связанный с мыслями, поведением и эмоциями (смелое предположение, которое сделал Гиппократ еще в IV веке до н. э.), само по себе явилось важным шагом. Однако даже сегодня, когда мозг уже обстоятельно исследован, ученые все еще не понимают, как он включается и что поддерживает его функции. В этой главе мы немного отклонимся от обсуждения поведенческих результатов и обсудим работу нейронных сетей мозга. Но уже в следующих главах мы вернемся к поведению и отлаженным расчетам контингенций.
Когда мозг впервые оказался в центре внимания ученых, этот орган, весом всего в полтора килограмма, рассматривали как некую кашеобразную массу. Так продолжалось до тех пор, пока во второй половине XIX века не был открыт «мозговой краситель», с помощью которого удалось увидеть очертания клеток, содержащихся в ткани мозга. Такой способ окрашивания открыл итальянский ученый Камилло Гольджи в надежде больше узнать о том, как мозг совершает свои впечатляющие подвиги. К сожалению, Гольджи упустил то, что было прямо перед его глазами, и не понял индивидуальных особенностей этих клеток. В Испании Сантьяго Рамон-и-Кахаль стал изучать ткань мозга, окрашенную красителем Гольджи, и точно установил, что она состоит из отдельных клеток, а не представляет собой непрерывную сеть, как считал Гольджи (на рис. 4 показана ткань мозга из моей лаборатории, окрашенная знаменитым красителем Гольджи). За эти открытия в 1906 году Кахалю и Гольджи была присуждена Нобелевская премия[56].
Примерно десять лет назад, приехав на собрание Общества неврологов, я предалась одному из своих тайных пристрастий – посещению букинистического магазинчика Джона Гэша, очень толкового собирателя книг, который специализируется на оригинальных трудах, посвященных мозгу и поведению. В тот раз меня «зацепила» книга Джона Бэтти Тьюка «Безумие от перенапряжения мозга» (The Insanity of Over-Exertion of the Brain), опубликованная в 1894 году[57].
Рис. 4.Разные нервные клетки. Хотя Камилло Гольджи создал «мозговой краситель», который позволил увидеть отдельные клетки мозга, он остался верен своему представлению о непрерывной сети этих клеток. Лишь Сантьяго Рамон-и-Кахаль смог свежим взглядом определить, что клетки мозга, или нейроны, безусловно, независимы. Однако потребовались долгие годы исследований, прежде чем ученые поняли, как эти отдельные клетки взаимодействуют друг с другом © Lambert Neuroscience Laboratory, University of Richmond
Эта книга представляла собой записи лекций, прочитанных Тьюком перед Королевской коллегией врачей Эдинбурга, в которых он пытался убедить медицинское сообщество в том, что ключ к разгадке психических заболеваний лежит в понимании внутренней работы мозга. Главным украшением этой книги был прекрасный цветной фронтиспис – раскладывающийся рисунок клеток мозга, или нейронов, изображенных в виде притоков реки. Наверное, для английского книгоиздания это было первое изображение странных крохотных клеточек. Думаю, слушателям лекций и читателям книги труд Тьюка доставил огромное наслаждение, когда они вслушивались и вчитывались в замысловатые детали величественной красоты этой непонятной кашеобразной массы. Более века спустя, держа это великолепное издание в своих руках, я пришла в восторг от этой картинки и довольно быстро убедила себя, что, невзирая на стоимость, книга должна стоять на моей книжной полке.