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.
Читая об этой новой нейробиологической методике, я никогда не задумывалась о том, чтобы включить ее в собственное исследование. Поначалу мне казалось, что этот метод намного сложнее, чем те инструменты, которые мы со студентами обычно используем в лабораторной работе. Однако после некоторых размышлений и обсуждений с коллегами мы решили, что эта технология может предложить более механистическое объяснение некоторых результатов наших исследований. Несмотря на то что оптогенетика, без сомнения, нацелена на возможное терапевтическое использование, я думала о другом.
Не можем ли мы протестировать эффективность контингентного обучения при выполнении задания по поиску фруктовых колечек, применив оптогенетические технологии для активации или подавления мозга? Результаты моих предыдущих работ показали, что поведенческое обучение вносит некоторые поправки в активность мозга, и это же отмечалось и в опытах оптогенетиков. Может ли контингентно-поведенческое обучение и связанная с ним нейронная схема противостоять открытию и закрытию клеточных каналов под воздействием быстро пульсирующего света? Эта идея совсем не походила на мои прежние, более приземленные исследовательские программы, но меня очень увлекла мысль об использовании этой технологии для сравнения активации нейронных цепей, возникших в результате накопленного опыта, с возможно сопоставимой активацией определенных областей мозга лазерным лучом. Мне повезло, что Гаррет Штубер, один из выдающихся исследователей в этой области, и его коллега Дженна Макгенри согласились сотрудничать со мной[133]. Они любезно позволили моим ученицам Эмили Кирк и Брук Томпсон провести опыт с мышами в своей лаборатории в Чейпел-Хиллском университете в Северной Каролине. Я не собиралась заниматься «профайлингом грызунов», но все же немного беспокоилась, что мыши не справятся с интенсивной программой обучения, – я всегда делала ставку на крыс, более сложных в познавательном плане животных. Но время покажет…
Хотя результаты этих опытов носили предварительный характер, оказалось, что эта технология смогла несколько прояснить и обучающие поведенческие модели грызунов. Чтобы повысить эффект опыта, мы провели эксперимент с мышами, которым в паравентрикулярное ядро таламуса, ответственное за реакцию на стресс, уже был вживлен опсин. Эта структура расположена в глубине центральной области головного мозга. Говоря проще, при воздействии на этот участок лазерным лучом животное должно расслабиться. После вживления опсинов в эту область мозга и при отсутствии такого белка у контрольной группы мышам в течение пяти недель давали задания по схеме усилие-вознаграждение. Каждый день эти мыши 10 минут «работали», отыскивая в подстилке вкусные фруктовые колечки. Мышам-рантье, то есть контрольной группе, лакомство доставалось «даром».
В конце обучения экспериментаторы ставили перед мышами новую, эмоционально трудную и проблемную задачу, предложив им добыть сладкие колечки из кошачьих мячиков. Это задание походило на те задачи, которые мы предлагали крысам. Решатся ли мыши ответить на этот вызов или постараются избежать его в новых условиях? Я приехала из Виргинии в лабораторию Штубера в Северной Каролине, чтобы понаблюдать за этими финальными испытаниями, которые проводили мои студенты-старшекурсники. После пяти недель дрессировки с помощью этого теста мы смогли проверить уровень приобретенной настойчивости мышей.
После того как мышей подсоединили к оптическому волокну, по которому должен был передаваться пульсирующий свет на зону под влиянием опсина, мы со студентами отследили реакцию каждой мыши на трудности с помощью дистанционных видеокамер. Еще до официального анализа полученных данных я уже заметила, что некоторые животные проводили больше времени, усевшись на верхушке мячика, который был надежно закреплен в центре площадки. Проявляли ли контингентные животные-трудяги больше настойчивости ради получения награды? Или воздействие опсина модифицировало их тревожные реакции, позволяя им чувствовать себя более расслабленно? Мне не терпелось это выяснить! Хотя это было предварительное исследование, наблюдаемые нами тенденции были очень интересными. Как подавление опсина, так и контингентное обучение приводили к тому, что животные оказывались в меньшем стрессе. Например, обе «терапии» привели к тому, что животные принимались за выполнение задания быстрее, но контингентно натасканная группа проводила больше времени на мяче, словно пытаясь вычислить способ добывания колечек. И наоборот, животные под воздействием опсина проводили больше времени, вставая на задние лапы, возможно, чтобы перенастроиться или собрать новую информацию. На одном уровне была «ничья» в этих двух типах терапии, но контингентно тренированные животные в итоге проявили более настроенное на выполнение задачи поведение, так что, возможно, здесь имелся потенциал для большей эффективности. Однако истинно переломным можно назвать тот факт, что контингентное обучение не требует инвазивного вмешательства и не имеет негативных или долгосрочных побочных эффектов. Это наблюдение подтверждает данные исследований с участием людей: когнитивно-поведенческая терапия – неинвазивный, нелекарственный терапевтический метод – более эффективна, чем многие другие лечебные мероприятия, и эту темы мы обсудим в главе 8[134].
В апреле 2013 года Президентская библиотека и Музей Джорджа Буша предложили посетителям поучаствовать в интерактивной игре «Театр принятия решения» (Decision Points Theater)[135]. Поскольку я фокусировала свои эксперименты с грызунами на принятии решений и связанных с ними нейронных реакциях, мне захотелось больше узнать, каковы стратегии Буша в информированном принятии решений.
Конечно, президента Буша многие критиковали за принятые им решения, особенно за войну в Ираке, начатую после терактов 2001 года. Многие люди, поначалу поддержавшие это решение, даже те, кто разделял убежденность президента в наличии у Ирака оружия массового уничтожения, позднее, когда война затянулась, а гарантированная победа казалась недостижимой, изменили свое мнение. Поскольку эта книга о поведении, на которое влияют нейронные отклики, а не о политике, я не стану задерживаться на одобрении или критике политических мнений, а сконцентрируюсь на основных уроках по принятию решений, представленных на этой увлекательной интерактивной выставке.
Посетителей встречал виртуальный гид, который предлагал им выбрать один из самых сложных вопросов, которые вставали перед Бушем во время его президентства. Среди этих событий – ввод войск в Ирак и ураган «Катрина». Поскольку Буша критиковали за решения, принятые по обоим вопросам, у меня возникли сомнения: куда заведет посетителей эта выставка? На чем будет сделан акцент?
Как только аудитория выбирала сложный вопрос, по экрану в течение четырех минут проносились комментарии различных экспертов по этой теме – политиков, военных, правоохранителей, чиновников и т. д. Замечательно – участники игры накапливали когнитивный капитал! Присутствующим по ходу задавали вопрос: верят ли они этим советам и заявлениям, а в конце экспертного блица им предлагалось выбрать наилучшее решение из трех предлагаемых вариантов, среди которых было и решение Буша.
Думаю, идея заключалась в том, что участники будут выбирать, основываясь только на информации, представленной на выставке, то есть располагая данными, которые были в распоряжении президента на момент принятия решения. Однако большинство участников игры, по всей вероятности, уже были знакомы с реальными событиями и последствиями принятых Бушем решений. Для объективной работы с такими вызовами участники интерактивной игры должны или жить в информационном вакууме, в течение десятилетий защищающем их от мировых новостей, или перед началом игры начисто стирать свою память. Оба сценария маловероятны. Помните песню, которую я упоминала выше? На этой выставке ситуация с принятием решения ошибочна, то есть такая же, как была всегда. В конце игры на экране появлялось решение, принятое Бушем, которое сопровождалось объяснением, почему оно было принято и почему его следовало считать «правильным». Эту игру никак нельзя назвать научным исследованием, поскольку она не учитывала, что при принятии решения участники могли опираться на прошлый общественный и личный опыт. К тому же советы и заявления на экране сменялись довольно быстро и участники просто не успевали их проанализировать, а значит, не могли выдать реакцию, которая требовалась для принятия эффективного решения. В этот момент выстраивающая контингенции поясная кора и ОФК, определяющая расхождение в результатах, скорее всего, в отчаянии опускали символические нейронные руки. Хотя в этой политической игре подразумевалась стратегия «чистого листа», здоровый мозг, в котором нет искажающих реальность мозговых пузырей, просто не мог отказаться от собственных знаний, ограничив таким образом вариантность принятия решений.
После рассуждений об этой сбивающей с толку информации в президентском «театре принятия решений» я вернулась к своим крысам, чтобы понять, как недавно появившаяся в процессе эволюции кора стала «театром» принятия итогового и настоящего решения. Определенные помещения этого «коркового театра» подавляют реакции, другие прогнозируют результаты решений, и, наконец, третьи наблюдают за внутренними и внешними факторами, чтобы сделать верный выбор. В большинстве идеальных сценариев по принятию решений мы постоянно обновл