Эта сложная система сложилась за миллионы лет эволюции и до недавнего времени неплохо нам служила. В мире, где не хватало ресурсов, она вознаграждала нас и за действия, совершаемые в погоне за удовольствием, и за достижение соответствующих целей, гарантируя, что люди станут гнаться за будущим ужином, пока есть силы, или трудиться достаточно долго и усердно, чтобы получить довольно пищи для выживания. Одна беда: эволюция перестала поспевать за человеческой изобретательностью. Теперь у нас есть возможность поужинать, вынув из пластиковой упаковки и разогрев свиную отбивную, а не гоняться за кабаном и не убивать его своими руками. Неудивительно, что наши убогие достижения приносят так мало удовлетворения. Постепенно вырисовывающаяся карта мозга дает нам возможность все лучше разбираться в том, где и как мы, вероятно, можем изменить его устройство и работу, чтобы он служил лучше, чем служит в своем нынешнем виде, сформированном эволюцией. Фармацевтические компании уже вкладывают огромные деньги в разработку препаратов, которые должны позволить нам влиять на связанные с внутренними побуждениями формы нашего поведения, влияя на количество различных нейромедиаторов. Поведенческая фармакология уже стала одной из признанных фармакологических специальностей. За фармацевтикой придет генная инженерия. Система, некогда так хорошо нам служившая, закодирована в генах, и скоро в нашем распоряжении, по-видимому, окажутся знания и технологии, которые позволят “чинить” гены, чтобы мозг лучше соответствовал современным потребностям людей. Генетические основы нашей системы побуждений и вознаграждений весьма сложны. К настоящему времени исследователи выявили более полутора тысяч мутаций генов человека, по-видимому, влияющих на формирование всевозможных зависимостей, которые представляют для человечества серьезную проблему. Судя по всему, все гены, в которых происходят эти мутации, влияют лишь на небольшой набор дофаминовых проводящих путей13. Многие испытывают инстинктивное отвращение к самой мысли, что можно совершенствовать свой вид подобным образом. Они видят в этом обман природы или игру в Бога. С подобным вмешательством в дела природы действительно связаны определенные опасности, от развития устойчивости к антибиотикам у микробов до какого-нибудь франкенштейновского монстра. Последствия излишней самонадеянности ученых постоянно дают о себе знать. Но есть опасность и в том, чтобы жить с оснащением, в некоторых отношениях устаревшим. Эволюция создала изумительные механизмы, помогающие выживанию, но она не способна изменять нас столь же быстро, как мы можем менять свою жизнь и окружающий мир. Может быть, нам пора уже воспользоваться выработанной за многие миллионы лет изобретательностью, чтобы лучше приспособиться к среде, которую мы сами для себя создаем? Голод Люди становятся тучнее, тучнее и тучнее. В США и странах Западной Европы избыточным весом страдают 30-40 % населения, и, по прогнозам Всемирной организации здравоохранения, к 2015 году общее число людей, которым можно будет поставить диагноз “ожирение”, составит 700 миллионов. Ежегодно от закупорки артерий и других осложнений, связанных с ожирением, умирает 14 миллионов человек. Нас губит тяга к удовольствиям. Как и у всех иных наших побуждений, механизм, обеспечивающий простое чувство голода и его удовлетворение, связан с гипоталамусом. Посредством сложной системы гормонов, нейропептидов и нейромедиаторов в гипоталамус постоянно поступает информация о физическом состоянии организма. Если в организме падает уровень глюкозы, минеральных веществ или жиров, сведения об этом передаются в гипоталамус из крови, а также от желудка, кишечника и клеток жировой ткани. Затем гипоталамус пересылает полученные сигналы в кору, где они возбуждают многочисленные области, ответственные за сознательное восприятие чувства голода и организующие поиск, приготовление и потребление пищи. Во время еды запускается обратный процесс: организм посылает сигналы об удовлетворении голода в гипоталамус, который передает их в кору, а она, в свою очередь, формирует у нас сознательное желание перестать есть. Может показаться, что эта система проста и надежна. Но, к сожалению, она не застрахована от сбоев и не может предотвратить наблюдаемую сегодня пандемию переедания (в некоторых случаях — недоедания). Одна из причин расстройств пищевого поведения, по-видимому, кроется в устройстве самого гипоталамуса. Ключевую роль в управлении аппетитом играют два ядра гипоталамуса: латеральное и вентромедиальное. Латеральное ядро улавливает падение уровня глюкозы в крови и посылает сигналы, вызывающие чувство голода, а вентромедиальное реагирует на повышение уровня глюкозы и посылает сигналы, вызывающие чувство сытости. Поэтому животные, у которых повреждено латеральное ядро, едят очень мало, а животные, у которых повреждено вентромедиальное, склонны к перееданию. Этот механизм управления аппетитом работает не как простой переключатель. Лабораторные крысы, у которых повреждено вентромедиальное ядро, могут переедать, но только если пища легко доступна. Если же для получения очередной порции пищи им нужно, например, нажимать на специальный рычажок, они делают это реже, чем здоровые крысы. Результаты одного интересного эксперимента заставляют предположить, что то же может относиться и к людям. Представителям двух групп испытуемых, страдающих ожирением, давали по миске орехов и предлагали есть их в любом количестве во время выполнения некоего скучного задания. Но первой группе выдавали орехи без скорлупы, а второй — целые, и орехоколку в придачу. Представители первой группы съедали много (очищенных) орехов, второй — раскалывали и съедали очень мало орехов. Этот любопытный результат, по-видимому, отчасти объясняет, почему ожирение сильно коррелирует с потреблением готовой пищи, которую требуется только разогреть, и продукции предприятий быстрого питания. Гипоталамус представляет собой группу ядер (скоплений нейронов), каждое из которых помогает управлять побуждениями и инстинктивными склонностями нашего организма. Он входит в состав промежуточного мозга, играющего роль мостика между головным мозгом и остальным телом. Это крошечная структура (ее вес составляет всего лишь около одной трехсотой от веса всего головного мозга), но она имеет огромное значение, и даже ничтожные нарушения в работе одного из входящих в ее состав ядер могут приводить к серьезным физическим и психическим расстройствам. Нарушения работы гипоталамуса могут вызывать не только ожирение, но и анорексию. Томографические исследования мозга15 показывают, что у людей, страдающих анорексией, по-видимому, нарушена передача активности из лимбической системы в кору больших полушарий: по каким-то причинам нейронные связи между структурами гипоталамуса, ответственными за аппетит, и областями коры, ответственными за сознательное ощущение голода, недостаточно успешно проводят сигналы. Возможно, неполной передачей сознанию сведений о происходящих в организме изменениях и объясняется разница между людьми, страдающими анорексией, и здоровыми едоками. Исследователи из Питтсбургского университета предлагали двум группам испытуемых, объединяющим представителей первой и второй категорий, сыграть в игру, и наблюдали за активацией в мозге игроков передней части вентрального отдела полосатого тела, ответственной за быстрые эмоциональные реакции. Игра была несложной и заканчивалась выигрышем либо проигрышем игрока, который в случае победы получал небольшое денежное вознаграждение. Результаты сканирования мозга показали, что у здоровых людей участки, ответственные за эмоции, реагировали на выигрыш и проигрыш очень по-разному, в то время как v испытуемых из первой группы, недавно преодолевших симптомы анорексии, разница оказалась весьма незначительной. Создавалось впечатление, что спектр доступных им чувств был сужен по сравнению со здоровыми испытуемыми. Можно предположить, что и эмоциональное удовлетворение от вкусной еды, и муки голода у таких больных также ослаблены16. Повреждения расположенных глубоко в мозге структур лимбической системы, таких как гипоталамус, встречаются сравнительно редко, поэтому представляется вероятным, что большинство отклонений в работе гипоталамуса связаны с нарушениями выработки нейромедиаторов, передающих сигналы в гипоталамус и от него. Например, серотонин снижает активность латерального отдела гипоталамуса, в связи с чем высокий уровень серотонина может ослаблять аппетит, а низкий — усиливать. Это предположение подтверждается результатами исследований, показавших, что у людей, страдающих анорексией, уровень серотонина действительно аномально высок, а у страдающих булимией уровень этого нейромедиатора, напротив, аномально низок17. Такие отклонения могут приводить к развитию настоящих повреждений, потому что недостаточно стимулируемые участки мозга имеют тенденцию деградировать и уменьшаться в размерах. Латеральное и вентромедиальное ядра гипоталамуса играют роль переключателей, контролирующих аппетит. Хотя расстройства пищевого поведения все чаще связывают с нарушениями работы лимбической системы, ясно, что в подобных нарушениях кроется лишь одна из нескольких причин таких расстройств. Определенную роль здесь играет культура. Свойственное больным, страдающим анорексией, стремление быть стройнее стройного и характерное при булимии стремление мешать организму усваивать поглощенную пишу формируются в сознательных областях мозга и явно тесно связаны с образом мышления. Например, пациенты, страдающие анорексией, обычно склонны к последовательности, самодисциплине и замкнутости, а пациенты, страдающие булимией, склонны к рассеянности, импульсивности и открытости18. Это дает возможность лечить указанные заболевания психологическими методами, и хотя для борьбы с ними в настоящее время применяются несколько довольно эффективных лекарственных препаратов, большинство методов по-прежнему основаны на воздействиях на сознание, а не на физиологию. Может быть, когда-нибудь исследователи, занимающиеся картированием мозга, получат достаточно подробные чертежи системы нашего аппетита, чтобы ее можно было видоизменять, как это пытаются делать уже сегодня с системой, с которой связаны различные формы ОКР. Пока же наши гены, наделяя нас склонностью к перееданию, продолжают преждевременно сводить нас в могилу. Секс Испытуемый был зафиксирован ремнями в специальном кресле, где его голова была безболезненно обездвижена. Это позволяло ввести тонкий электрод в гипоталамус. Испытуемая была зафиксирована в подобном кресле, в нескольких футах от первого. На кресле испытуемого располагалась кнопка., которую он мог нажать и которая приводила кресло испытуемой в новое положение, помещая его в непосредственной близости от первого кресла. В этом положении испытуемые могли совершить половой акт при сохранении неподвижности головы испытуемого. Таким образом, нейронную активность регистрировали начиная с момента, когда испытуемый увидел испытуемую, и до завершения полового акта. Наиболее высокая нейронная активность (50 импульсов в секунду) была отмечена в нейроне, расположенном в средней преоптической области гипоталамуса, когда испытуемый нажимал кнопку, чтобы приблизить к себе испытуемую. Во время полового акта частота импульсов упала, а после эякуляции снизилась почти до нуля. Половая специфичность данной активности была подтверждена результатами контрольного эксперимента, в котором вместо испытуемой был задействован банан. Описание эксперименталыюго исследования19 Исследователям работы мозга приходится пускаться на самые необычные ухищрения для изучения секса, особенно у людей. Начнем с того, что перед ними стоит деликатная проблема поиска подходящих испытуемых. Если ее преодолеть, встает следующая, техническая: любые методы нейровизуализации требуют, чтобы головы испытуемых были совершенно неподвижны, чтобы не смещались электроды (в случае ЭЭГ) и не размывалась картина (в случае ПЭТ или ФМРТ). Обычно это достигается путем закрепления головы испытуемого ремнями в специальной скобе или с помощью резинового бруска, который испытуемый должен крепко сжимать зубами. Еще одна проблема связана с устройством томографов, в которых есть место только для одного человека. Даже если добиться от человека, помещенного в звенящую металлическую коробку и сжимающего зубами резиновый брусок, полового возбуждения, возможности его дальнейших действий сильно ограничены размерами доступного пространства. Описанный выше эксперимент был проведен в Университете Кюсю в Японии, и испытуемыми в нем были (теперь вы, возможно, вздохнете с облегчением) макаки. Однако в последние годы некоторые эксперименты были проведены и на нескольких смельчаках-добровольцах одного с нами вида, согласившимися на сканирование мозга во время самостимуляции или той или иной внешней стимуляции, доводившей их до оргазма. Дофаминовые связи Дофамин направляет наше поведение по пути удовлетворения побуждений и инстинктивных склонностей, и если эта его работа вовремя не останавливается, у нас начинают вырабатываться зависимости. Власть дофамина над нашими зависимостями определяется его способностью наполнять содержанием и значением наши мысли и чувства, а также предметы, с которыми мы встречаемся в окружающем мире. Он соединяет вещи друг с другом, например, внешний вид привлекательного потенциального партнера с половым влечением или мысли о еде с побуждением к питанию, и вдохновляет нас на обнаружение закономерностей и связей, помогающих обозначать свои цели и управлять своим поведением. Поэтому избыток или недостаток дофамина (либо повышенная или пониженная чувствительность к нему) оказывает на человека очень разностороннее влияние. Избыток дофамина способствует тому, что мы находим связи и закономерности там, где их нет. Поэтому чрезмерная дофаминергическая активность в отделах мозга, ответственных за узнавание и представления об окружающем, делает человека более подверженным галлюцинациям и мистическим идеям. Чрезмерная активность в отделах дофаминовой системы, отвечающих за двигательные реакции, может приводить к непроизвольным движениям, как это бывает при синдроме Туретта. Работающие у нас в мозге “сети беспокойства” при дисбалансе дофамина могут вызывать навязчивые состояния (обсессии) и компульсивные побуждения, перевозбуждение, эйфорию, а также преувеличенные убеждения и преувеличение значимости чего-либо (мании). Недостаток дофамина, в свою очередь, может вызывать дрожание и затруднять совершение произвольных движений (наблюдаемые при болезни Паркинсона и подобных ей расстройствах). Еще он приводит к ощущению бессмысленности существования, апатии и тоске (депрессии), недостатку внимания и концентрации (синдром дефицита внимания у взрослых), а также таким негативным симптомам шизофрении, как ступор (кататония) и социальная самоизоляция. С неспособностью подавлять собственные побуждения связан широкий спектр форм поведения и расстройств. Некоторые из них проявляются преимущественно в виде неотвязных мыслей, которые находят более явное выражение, приводя к саморазрушительному или социально неприемлемому поведению. Особенно активными нейронными сетями, задействованными в нарастающем возбуждении и оргазме, также оказались дофаминергические пути, связанные с удовлетворением наших влечений20. Кроме того, именно эта активация вызывает компульсивное побуждение, заставляющее нас стремиться к предмету воздыхания, и навязчивые мысли, связанные с влюбленностью. Хотя любовные фантазии могут принимать и возвышенные, куртуазные формы, в основе их природы все равно лежит сексуальность. Когда работа дофаминовых сетей почему-либо ослаблена, половое влечение и связанные с ним реакции также ослабевают. Это нередко происходит, когда люди принимают антидепрессанты группы СИОЗС (селективные ингибиторы обратного захвата серотонина). Повышение уровня серотонина, как правило, снижает уровень дофамина, поэтому ощущение покоя и безмятежности, производимое антидепрессантами этой группы (если они помогают), может изгонять более острые ощущения, связанные с влечением21. “Жена постоянно жалуется, что когда я принимаю высокие дозы [СИОЗС], я становлюсь совершенно неэмоциональным, — пишет один из комментаторов на сайте помощи людям, страдающим от депрессии (http:// depression.about.com/b/2009/04/17/can-ssris-make-you-fall-out-of-love.htm). — Я не чувствую ни грусти, ни подавленности, но и радости я тоже не чувствую. Поэтому когда она делает для меня что-нибудь особенное, мне нужно помнить, что ее нужно за это благодарить, иначе она не получает от меня никакой положительной реакции”. “Этот препарат... очень помог мне от тяжелой депрессии, — пишет комментатор женского пола. — Но теперь я редко испытываю ‘нежное, теплое чувство’, которое я раньше постоянно испытывала к мужу”. Еще один комментатор вспоминает период приема антидепрессантов, во время которого он “по-прежнему хотел секса, но никогда не чувствовал себя по-настоящему возбужденным и мог заниматься сексом часами, не кончая”. Этот мужчина отмечает: “Я чувствовал, что настроение у меня какое-то притушенное, хотя периоды по-настоящему плохого настроения почти исчезли”. Зависимость Нейронные сети, дающие чувство удовольствия, сосредоточены вокруг двух отделов лимбической системы: вентральной области покрышки головного мозга и прилежащего ядра. Однако в этой системе задействованы и другие отделы мозга: так, лобные доли участвуют в поисковом поведении, септум отвечает за некоторые приятные чувства, возникающие при приеме психотропных веществ, а миндалина обеспечивает эмоциональные реакции. Действие любого психотропного вещества имеет свои особенности, определяющие производимый данным веществом эффект. “Экстази” стимулирует клетки, вырабатывающие серотонин и возбуждающие области префронтальной коры, дающие человеку ощущения эйфории, а также осмысленности и приятности окружающего. Это действие похоже на эффект антидепрессантов, но “экстази” вызывает более сильный выброс нейромедиатора, и особенности механизма работы вещества таковы, что люди, регулярно его принимающие, рискуют “выжечь” соответствующие клетки мозга, что вызывает временный синдром отмены и создает предпосылки для развития хронической депрессии. Галлюциногенные препараты (ЛСД, псилоцибиновые грибы и другие) также стимулируют выработку серотонина или содержат вещества, оказывающие действие, похожее на эффект этого нейромедиатора. Они не только стимулируют центры удовольствия в мозге, но и активируют участки височных долей, порождающие галлюцинации. Такие галлюцинации бывают не только приятными, но и страшными, что, по-видимому, происходит в результате стимуляции миндалины. Кокаин увеличивает количество доступного клеткам дофамина, блокируя работу механизма, в норме позволяющего избавляться от излишков дофамина. Кроме того, он блокирует обратный захват норадреналина и серотонина. Повышение уровня этих трех нейромедиаторов, вызываемое приемом этого наркотика, порождает чувства эйфории (дофамин), уверенности в себе (серотонин) и бодрости (норадреналин). Амфетамины стимулируют у человека выброс дофамина и норадреналина. Это дает нам заряд бодрости, но может также вызывать чувства тревоги и беспокойства. Никотин активирует дофаминовые нейроны, связываясь вместо дофамина с рецепторами на их поверхности. Поэтому его первоначальный эффект похож на действие выброса дофамина. Однако дофамин быстро снижает чувствительность клеток, на которые действует, и этот эффект скоро пропадает. Кроме того, никотин действует на нейроны, вырабатывающие нейромедиатор ацетилхолин. Это одно из веществ, задействованных в реакции настороженности. Показано, что ацетилхолин может улучшать память. Опиаты, такие как морфий и героин, действуют на рецепторы, в норме реагирующие на эндорфины и энкефалины. В результате запускается нейронная сеть удовольствия, вызывая выброс дофамина. Обезболивающий эффект этих наркотиков, по-видимому, связан с деактивацией одной из областей коры — передней части поясной извилины, обеспечивающей концентрацию внимания на негативных внутренних стимулах. Характерный для зависимости от опиатов синдром отмены связан с резким повышением уровня гормонов стресса, активирующих отделы мозга, ответственные за формирование побуждений. Алкоголь и транквилизаторы (бензодиазепины и другие) снижают нейронную активность, действуя на клетки, использующие в качестве нейромедиатора ГАМК (гамма-аминомасляную кислоту). Препараты, блокирующие рецепторы этих клеток, уменьшают удовольствие, получаемое от алкоголя, и успешно используются для лечения алкогольной зависимости. Алкоголизм (как, вероятно, и наркомания) тесно связан с наследственностью. В частности, для детей алкоголиков вероятность выработать алкогольную зависимость в четыре раза выше, чем для других людей, причем даже в том случае, если эти дети вырастают не в семьях своих биологических родителей. Кокаин вызывает у человека эйфорию, блокируя рецепторы в клетках мозга, которые в норме удаляют избыток дофамина. Это приводит к повышению концентраций дофамина, возбуждающего участки мозга, влияющие на настроение. На верхней паре томограмм показаны уровни поглощения дофамина в норме (красный цвет — высокий уровень поглощения, желтый — средний, зеленый — низкий). Вверху: после приема плацебо. В середине: после приема низкой дозы кокаина (o,1 мг на кг массы тела). Внизу: после приема высокой дозы кокаина (о,6 мг на кг массы тела). В последнем случае дофамин почти не связывается и воздействует на другие нейроны намного сильнее, чем в норме. Типичные для мужчин и женщин половые реакции обеспечиваются разными отделами гипоталамуса. Слева. Средняя преоптическая область направляет половое влечение на женщин Сигналы из этой области поступают в кору, вызывая осознанное возбуждение, и к пенису, вызывая эрекцию. Справа. Половое поведение, типичное для женщин, стимулируется вентромедиальным ядром. Это то самое скопление клеток, которое участвует во включении и выключении аппетита. Его активация в сексуальном контексте поощряет к лордозу (демонстрации половых органов). У некоторых животных эта поза используется также как знак подчинения. Описывая свои ощущения во время оргазма, мужчины и женщины рассказывают очень похожие вещи, и неудивительно, что результаты томографического сканирования мужского и женского мозга при приближении оргазма выглядят довольно похоже. Несколько исследований показали, что при этом, как и следовало ожидать, наблюдается довольно бурная активность в той части мозга, которая отвечает за восприятие ощущений половыми органами, а также в областях лимбической системы, задействованных в получении удовлетворения. Однако некоторые данные указывают на примечательную разницу в характере активности мужского и женского мозга, наблюдаемой сразу после оргазма. Герт Холстеге и его коллеги из Гронингенского университета в Нидерландах провели ряд экспериментов, в ходе которых они регистрировали с помощью ПЭТ то, что происходило в голове представителей гетеросексуальных пар, когда они доводили друг друга до оргазма. В одном таком исследовании были задействованы тринадцать здоровых женщин и их партнеры. Активность в мозге этих женщин регистрировали во время трех разных состояний: отдыха, симуляции оргазма, стимуляции клитора пальцами партнера и самостимуляции клитора, приводящей к оргазму.