Нейрогастрономия. Почему мозг создает вкус еды и как этим управлять - Гордон Шеперд

Тодд Хэр, Колин Камерер и Антонио Рэнгель из Калифорнийского технологического института решили узнать, как именно мы принимаем решения, и предположили, что человеческий мозг обладает механизмами, позволяющими нам выбрать наиболее оптимальный вариант из нескольких. Предыдущие исследования показали, что, когда нам предстоит сделать выбор, в вентромедиальной части префронтальной коры, в лобной доле, формируется сигнал о ценности; мы уже знаем, что эта часть мозга вовлечена во многие высшие когнитивные процессы. Ученые выдвинули гипотезу, что эта зона должна управляться другой частью мозга, а именно дорсолатеральной префронтальной корой, также участвующей в высшей мыслительной деятельности, в том числе в осуществлении контроля над принятием решений. В особенности исследователей интересовал процесс выбора пищи, а потому они придумали эксперимент специально для изучения мозга людей, сидящих на диете. Для первой серии опытов они поделили подопытных на две группы: в одну попали люди, продемонстрировавшие высокий уровень самоконтроля, во вторую – те, у кого с самоконтролем были проблемы. Участники с хорошим самоконтролем выбирали полезную пищу, в то время как другая часть испытуемых, со слабым самоконтролем, как правило, выбирала более вредную еду.

Затем исследователи поместили подопытных в фМРТ и регистрировали их мозговую активность, когда те принимали решения. Было обнаружено, что активность в вентромедиальном участке префронтальной коры зависела от целеустремленности подопытных, вне зависимости от того, склонялись ли они к здоровой или вредной пище. У подопытных из группы с высоким самоконтролем активность коррелировала преимущественно с оценкой полезности, в то время как у подопытных с низким самоконтролем подобной корреляции не прослеживалось. При проверке самоконтроля активность наблюдалась как в дорсолатеральном, так и в вентромедиальном участках префронтальной коры; но активность дорсолатерального участка была выше в тех случаях, когда подопытные успешно сдерживали свои позывы и делали выбор в пользу полезной пищи.

Авторы исследования выдвинули интересную гипотезу: возможно, вентромедиальный участок эволюционировал для присвоения пище сиюминутной ценности (в данном случае ценность зависела от вкусовых ощущений пищи), в то время как дорсолатеральный участок развился для оценки долгосрочных перспектив, таких как польза для здоровья. Дорсолатеральный участок префронтальной коры связан со многими иными центрами высшей мыслительной деятельности; ученые предполагают, что именно благодаря этим связям самоконтроль при принятии решений во многом зависит от общего интеллекта подопытного и способности контролировать свое эмоциональное состояние. Резюмируя результаты своего исследования, Хэр, Камерер и Рэнгель отмечают:

«…И наконец, углубленное понимание нейробиологических механизмов самоконтроля при принятии решений имеет прикладную ценность в различных сферах жизни, начиная от клинической практики лечения ожирения и зависимостей, заканчивая экономикой и социальной политикой, где оно пригодится в анализе неоптимального планирования бюджета и поведения, подрывающего здоровье; полезно оно будет и при формировании критериев юридической оценки состояния индивида в ситуациях, когда нужно установить, в какой мере он управляет собой при принятии решений и может ли отвечать за свои действия перед законом».

СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПРИ ВЫБОРЕ ПИЩИ

Относительно недавно Нора Волкова, Джин-Джек Ванг и Рубен Балер свели воедино данные по системам мозга, вовлеченным в процесс выбора пищи. Специализация и квалификация Норы Волковой делают ее идеальным кандидатом для проведения исследований такого толка. Она посвятила долгие годы изучению наркотической зависимости и к тому же является директором Национального института по вопросам злоупотребления наркотиками (NIDA). Как уже упоминалось в главе 19, исследования механизмов наркозависимости во многом способствуют пониманию мозговых механизмов, сопряженных как с непреодолимой тягой к наркотикам, так и с «образами желаний» и жаждой к пище. Сходство механизмов этих процессов подтолкнуло Волкову к созданию модели систем мозга, участвующих в выборе пищи, и противопоставлению здорового и нездорового питания (рис. 22.1). Эту модель отражают элементы блок-схемы системы восприятия вкусовых ощущений человеческим мозгом (рис. 18.2) в виде более динамичной системы контроля.

Проиллюстрированная динамичная модель контроля состоит из четырех ключевых элементов. Первым ее элементом является приоритетность – этим термином психологи обозначают силу и степень привлекательности сенсорного стимула. К приоритетным стимулам относятся эйфоричные соленые или сладкие вкусовые ощущения от высококалорийного, насыщенного фастфуда; аромат кофе и шоколада; сбалансированные манящие вкусовые ощущения блюд традиционной кухни всех народов мира. Приоритетность этих стимулов отражает охват входящих сигналов сенсорных систем, показанных на рис. 18.2, и зависит в том числе от механизмов работы орбитофронтальной коры и сопряженных зон, участвующих в оценке стимулов.

Рис. 22.1. Блок-схема системы сенсорного контроля человеческого мозга. Изначально эта схема была разработана для демонстрации системы сенсорного контроля при наркотической зависимости; здесь же представлен адаптированный вариант, демонстрирующий контроль при принятии пищи. (Составлено по материалам статьи N. D. Volkow, G.-J. Wang, and R. D. Baler, Reward, dopamine, and the control of food intake: Implications for obesity, Trends in Cognitive Science 15 [2011]: 37–45.

Входящие сигналы распределяются по трем основным подсистемам. Первая из подсистем работает с памятью – здесь хранятся предпочтения, обусловленные сформированными условными рефлексами индивида. Вторая подсистема является мотивационной, она определяет потребности индивида и то, насколько страстно он жаждет ту или иную пищу. Третья подсистема отвечает за процессы ингибиции, эмоциональный контроль и выполняет роль «исполнительной власти» системы контроля, обеспечивая вертикальный когнитивный контроль над выбором. На рис. 22.1 показано, что в здоровой системе исполнительный контроль оказывает существенное влияние на весь процесс выбора. В своем исследовании Хэр, Камерер и Рэнгель называли тех, чья исполнительная функция работала в полную силу, людьми с нормальным самоконтролем.

А вот у людей с ожирением в системе контроля наблюдаются неполадки. На рис. 22.1 вы видите, что для них первостепенное значение имеет приоритетность, которая нередко затмевает прочие побуждения, охватывая все сенсорные системы целым потоком мощных импульсов. При ожирении существенно возрастает влияние закрепленных до рефлекторного уровня воспоминаний о слишком притягательных стимулах вкупе с потребностью в них и увеличивается поток информации, поступающей в подсистему контроля. Помимо всего прочего, воспоминания о вызывающей непреодолимую тягу пище в аномальной системе имеют прямой доступ к подсистеме контроля; и это при том, что подсистема контроля у таких индивидов ослаблена. Получается, что единственным препятствием для повышенной потребности в приоритетных стимулах является лишь ослабленная система ингибиции. Вновь обратившись к заключениям Хэра и его коллег, можно сказать, что при дефиците самоконтроля индивид испытывает столь мощную потребность в вожделенной пище, что мозг не в силах оказать ей адекватное сопротивление.