Нейробиологи выяснили, как мозг уравновешивает удовольствие и боль

Исследователи из лаборатории в Колд Спринг Харбор (США) сосредоточились на центре обработки информации в мозге мышей (вентральном паллидуме), чтобы выяснить, как нейроны в нем балансируют противоположные поведенческие мотивы – стремление к удовольствию и избегание боли.

Их работа показывает, что разные классы нейронов контролируют положительную и отрицательную мотивации, посылая противоположные сигналы вдоль нейронной сети мозга, обрабатывающей мотивацию. «Именно баланс активности между этими двумя группами клеток может определить, ищет человек приятные переживания либо, наоборот, избегает отрицательных», – прокомментировал профессор Бо Ли, руководитель исследования.

Положительная – это мотивация, в основе которой лежат положительные стимулы. Считается, что она наиболее эффективна, поскольку человек не чувствует постоянного давления при выполнении чего-либо. Пример положительной мотивации в воспитании детей: «Поможешь маме с уборкой на кухне – получишь конфетку».

Соответственно, отрицательная – это мотивация, в основе которой находятся отрицательные стимулы, например, страх. Считается, что она особенно эффективна в воспитании детей. Пример отрицательной мотивации у детей: «Если не сделаешь уроки, то останешься сегодня без мультиков».  

Как мозг обрабатывает мотивационные стимулы

Бо Ли хотел понять схемы в мозге, согласно которым обрабатывается мотивация, поскольку поведение, контролируемое ими, часто нарушается у людей с психическими заболеваниями. Например, люди, страдающие депрессией, перестают делать то, что когда-то доставляло им удовольствие, тогда как люди с тревожными расстройствами часто идут на все, чтобы избежать потенциальной угрозы.

Способность распознавать потенциальные поощрения или наказания и реагировать на них частично зависит от вентрального паллидума – особой зоны в подкорковой области головного мозга. Исследователи наблюдали за активностью этой зоны мозга, когда подопытные мыши стремились к поощрению (глотку воды) или избегали наказания (раздражающей струи воздуха). Ученые хотели выяснить, как различные типы нейронов обеспечивают адекватное реагирование животного на сигналы, связанные с двумя типами мотивации.

Команда использовала инструменты, с помощью которых можно было контролировать активность отдельных клеток мозга и подтверждать идентичность этих клеток с помощью вспышки света. После обучения мышей связывать определенные звуки с глотком воды или струей воздуха ученые использовали эту технику для мониторинга нервной активности.

За мотивацию отвечают разные нейромедиаторы

Нейробиологи обнаружили, что нейроны, использующие нейромедиатор ГАМК для подавления активности в нейронной сети, влияющей на мотивацию, были важны для мышей, для которых главной мотивацией было поощрение – глоток воды. С другой стороны, нейроны, использующие нейромедиатор глутамат для возбуждения нейронной сети, были необходимы, чтобы избежать наказания воздушной струей.

В более сложных ситуациях, когда животным давалась возможность получить как наказание, так и поощрение, реагировали оба типа нейронов. Мыши делали разные выборы в ответ на комбинированные раздражители: например, жаждущие пить животные рисковали чаще, подвергаясь действию воздушной струи, чтобы получить глоток воды, чем животные, которые только что выпили свою порцию. Но если команда искусственно смещала баланс активности в вентральном паллидуме, управляя разными типами нейронов, это приводило к изменению поведения животных.

По словам ученых, этот баланс между сигналами, которые либо подавляют, либо возбуждают нейроны в вентральном паллидуме, имеет решающее значение в управлении мотивацией животного.

В дальнейших исследованиях ученые хотят выяснить, не нарушен ли такой баланс у людей с психическими расстройствами, и разработать стратегию возможного влияния на него.