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

У людей стремление собирать новую информацию, как и любая другая потребность, может быть выражено «в пределах нормы», а может проявляться слишком слабо. В этом случае мы говорим: «Какой нелюбопытный человек, вообще ничем его невозможно заинтересовать». А бывает, что желание новизны приобретает слишком активированную форму, тогда человек становится непоседливым: поработал на одной работе и бросил, когда стало скучно. Ищет другую и тоже бросает. Пожил в одном городе – стало скучно, переехал в другой. Такие люди могут в конце концов стать бродягами, так как им вообще не нужно ничего стабильного. Перемещение в пространстве для них – важнейший источник положительных эмоций. Вдобавок это перемещение сцеплено с тягой к свободе. В клинике это называется дромомания, то есть патологическое стремление к перемене мест.

писал А. С. Пушкин про Онегина. Значит, и у Евгения был приступ дромомании.

Если рассматривать с этой точки зрения русские народные сказки, то, конечно, классическим «непоседой» является Колобок, который и от бабушки ушел, и от дедушки ушел, и очень долго от всех уходил, пока все не кончилось печально. Кстати, Колобок тем не менее вызывает у нас симпатию своей непосредственностью, неуемным любопытством и стремлением убежать куда-то за горизонт…

Структуры мозга, обеспечивающие поисковое поведение

Гиппокамп и кратковременная память. Новую информацию, которая проникает в мозг во время поискового поведения, например во время обхода и исследования новой территории, оценивает прежде всего гиппокамп – очень важная структура, часть старой коры больших полушарий и главнейший центр кратковременной памяти.

Находится гиппокамп у человека в глубине височной доли (рис. 3.2, вверху).

У нас в височных долях правого и левого полушарий расположены два гиппокампа. Аксоны нейронов каждого из них собираются в специальную структуру, которая называется свод. Информация по своду, переключаясь в промежуточном мозге, в конце концов достигает новой коры больших полушарий. А поступает она в гиппокамп также из новой коры, переключаясь сначала в поясной извилине, а затем в зубчатой извилине.

Рис. 3.2. Структуры больших полушарий, участвующие в исследовательском поведении: гиппокамп, поясная извилина, nucleus accumbens. Схема снизу позволяет четче представить, что гиппокамп – это парная структура, расположенная в глубине височной доли

Гиппокамп является главнейшим центром кратковременной памяти. В нем находится довольно большое число нейронов, которые реагируют на эмоционально значимые и новые сигналы таким образом, что нейросети, использующие свод, записывают память об этих сигналах на несколько часов. Это можно еще назвать памятью текущего дня, которая начинает формироваться с утра, а ночью, во время сна, как правило, стирается. Тогда гиппокампальная информация либо пропадает совсем, либо перезаписывается в долговременную память.

Исходно гиппокамп в ходе эволюции возникает именно как структура, связанная с локомоцией и перемещением в пространстве. Изначальная его функция – это запомнить траекторию движения. Например, вышло животное из норки и пошло сначала прямо, потом немного направо, потом опять прямо, а потом немного налево. Именно это записывается в гиппокампе, для того чтобы в случае необходимости можно было быстро вернуться домой (и желательно – по кратчайшему пути).

Появляется гораздо больше сенсорных входов, но все равно важнейшей характеристикой событий и стимулов, которые записываются в гиппокампе по ходу дня, является, конечно, новизна. В нем в первую очередь сохраняется новая эмоционально значимая информация.

Гиппокамп в поперечном срезе похож на морского конька. Ippos в переводе с греческого языка означает «лошадь, конь». У нейроанатомов прошлых веков была очень причудливая фантазия, они иногда весьма неожиданно называли разные структуры. На рис. 3.2. внизу изображены два гиппокампа человека и их своды.

Что характерно для гиппокампа как структуры, связанной с новизной и кратковременной памятью? Во-первых, у него довольно небольшая информационная емкость. Что характерно и для компьютеров. Всем известно, что оперативная память в компьютере обычно гораздо меньше, чем постоянное запоминающее устройство. Гиппокамп – это наша оперативная память. Поэтому этой оперативной памяти может не хватить, например, на запоминание материала третьей или четвертой лекции за день. Первая лекция воспринимается со «свежей головой», на второй уже могут начаться проблемы. Эту особенность еще называют эффектом музея.

Представьте себе, что вы пришли в Эрмитаж или в Лувр, ходите по залам и любуетесь картинами, скульптурами, интерьером, и вначале все вам кажется прекрасным. Так длится час или два, на третий час вам становится хуже, и скоро картины Рубенса и Тициана начинают сливаться в однотипное мясистое пятно и хочется куда-нибудь уйти, например в буфет. Конечно, у всех разный мозг, и у некоторых такие замечательные гиппокампы, что эти любители прекрасного могут пять-шесть часов ходить по Лувру без проблем. Но такие люди попадаются редко, обычно пары часов в музее уже достаточно.

О работе гиппокампа и сновидениях. Сновидения, видимо, частично являются результатом ночной переработки информации гиппокампом.

Как уже упоминалось, информация в гиппокампе обычно хранится в ходе текущего дня, а ночью она либо переписывается, либо теряется. Похоже, как если бы человек набрал файл в программе Word, а потом забыл его сохранить и выключил компьютер. И этот файл пропал. Примерно так же с гиппокампом: для того чтобы информация записалось надолго, необходимо нажать кнопочку Save. Это означает, что из гиппокампа информация должна переписаться в долговременную память, а это другие зоны мозга, прежде всего нейросети новой коры. Сновидения, которые мы видим, очень часто являются следствием такой работы гиппокампа и перезаписи кратковременной памяти в долговременную. Чем интересней был день, тем больше сновидений ночью и дольше так называемая парадоксальная фаза сна.

Гиппокамп и нейронные «карты местности». Для организма новизна – это хорошо, так как осваиваются и изучаются новые территории, в мозге возникают их «отражения» («латентное обучение»). Но слишком много новизны – плохо, так как, если животное уходит очень далеко, растет риск заблудиться.

В 2014 году именно за работы с гиппокампом и связанными с ним структурами (прежде всего энторинальной корой), которые «строят карты», была вручена очередная Нобелевская премия по медицине и физиологии. Все Нобелевские премии имеют краткую формулировку, в данном случае она звучит так: «За открытие системы нервных клеток, которая позволяет ориентироваться в пространстве». Доказано, что гиппокамп содержит «нейроны места» и участвует в запоминании траектории движения, а энторинальная кора (зона недалеко от обонятельных центров) накладывает такую траекторию на систему координат, привязанную к глобальным ориентирам и сигналам от системы мышечной чувствительности (оценка длины пройденного пути). И когда два этих блока информации соединяются, мозг получает возможность сократить дорогу, причем не только «обратно», но и «туда». Это позволяет экономить силы, более эффективно уходить от опасности, преследовать добычу и так далее.