Автор: Эрик Иттри
По всей видимости, сомневаться нормально. Это базовая особенностью мозга, которая помогает людям и животным ориентироваться в неопределенном мире и избегать ошибок.
На зимних Олимпийских играх лыжники, бобслеисты, конькобежцы и многие другие спортсмены должны научится понимать один критический момент: когда стартовать. Во время соревнований эта доля секунды имеет первостепенное значение, потому что, когда все твои соперники так же натренированы и опытны, момент колебания может отделить золото от серебра. Спортсмен, который слишком долго колеблется, останется позади, но слишком ранний старт приведет к дисквалификации.
Этот парадокс колебаний применим и к повседневной жизни, хотя и в иной, более мягкой форме. Ожидание подходящего момента, чтобы перейти улицу, или пауза перед тем, как ответить на звонок с незнакомого номера, — все это повседневные примеры колебаний. Важно отметить, что некоторые психические расстройства, такие как обсессивно-компульсивное расстройство, характеризуются импульсивностью, т.е. полным отсутствием колебаний, в то время как чрезмерные колебания являются парализующим последствием ряда тревожных расстройств.
Как нейробиолог, я работаю над тем, чтобы выяснить, каким образом мозг решает, когда действовать, а когда ждать. Недавние исследования, проведенные моей командой, помогают объяснить, почему происходит эта пауза длиной в доли секунды, и дают представление не только о достижениях в спорте, но и о том, как люди принимают повседневные решения, когда потенциальный результат неясен.
Мы обнаружили, что ключом к колебаниям является реакция на неопределенность — место падения хоккейной шайбы, начало гонки или выбор блюда в новом ресторане.
Колебания и мозг
Чтобы понять, как мозг контролирует колебания, мы с коллегами разработали простое задание по принятию решений для мышей.
Задание требовало от мозга мыши интерпретировать сигналы, которые были предсказуемо хорошими, предсказуемо плохими или — что наиболее важно — неопределенными, то есть находящимися где-то посередине. Различные звуковые сигналы указывали, будет вскоре подана капля сахарной воды или не будет, или же вероятность подачи составляет 50/50.
Поведение мышей не влияло на результат. Тем не менее, прежде чем лизать, мыши все равно ждали дольше, чтобы увидеть, будет ли все-таки вознаграждение в неопределенном сценарии. Как и у людей, непредсказуемые ситуации приводили к задержкам в реакции. Эта нерешительность была не результатом колебаний между вариантами в нерешительности, а активным и регулируемым процессом мозга, который приостанавливал действие из-за неопределенности окружающей среды.
Когда мы исследовали нейронную активность, связанную с началом лизания, мы выявили определенную группу нейронов, которые активизировались только в тех случаях, когда результаты были неясны. Эти нейроны эффективно контролировали, следует ли приступить к действию или сделать паузу, чтобы собрать больше информации. Степень активности этих нейронов позволяла предсказать, будут ли мыши колебаться перед принятием решения.
Чтобы подтвердить, что эти нейроны играют роль в контроле колебаний, мы использовали методику, называемую оптогенетикой (методика исследования работы нервных клеток, основанная на внедрении в их мембрану специальных каналов — опсинов, реагирующих на возбуждение светом), чтобы на короткое время включать или выключать эти клетки мозга. Когда мы активировали нейроны, мыши больше колебались. Когда мы их отключали, колебания исчезали, и их реакции становились быстрее на несколько сотен миллисекунд, что соответствовало их реакциям на предсказуемые ситуации.
Повседневная жизнь, болезни и гонки
Наши результаты показывают, что колебания являются не слабостью, которую нужно преодолевать, а скорее фундаментальной особенностью мозга, которая помогает людям и животным ориентироваться в неопределенном мире и избегать дорогостоящих ошибок.
Наше исследование также помогает понять, как мозг решает — действовать или не действовать, и как этот баланс меняется при заболеваниях. Нейроны колебания расположены в базальных ганглиях, той же части мозга, которая поражается при болезни Паркинсона, ОКР и зависимостях. И хотя исследователи еще должны определить, насколько пересекаются или взаимодействуют клетки, участвующие в колебании, и клетки, пораженные психическими расстройствами, то, что они находятся в одних и тех же нейронных цепях, уже намекает, что если понять, как работают нейроны колебания, то можно найти новые точки воздействия для терапии.
Наш следующий шаг — понять, как клетки, контролирующие колебания, взаимодействуют с лекарствами, лечащими СДВГ и ОКР — состояниями, при которых пациенты могут реагировать импульсивно в нестабильных или неопределенных ситуациях.
Мы также стремимся определить, какие области мозга предоставляют этим клеткам информацию о неопределенности — сигнале окружающей среды, который имеет решающее значение для колебаний. Хотя исследователи обнаружили, что несколько частей области мозга, называемой префронтальной корой, кодируют неопределенность, неясно, как мозг фактически использует эту информацию, где она находит практическое применение.
Колебания — это не недостаток, а важная особенность, позволяющая ориентироваться в непредсказуемом мире. Будь вы фигурист, ожидающий идеального момента для прыжка, или просто живете своей обычной жизнью, механизмы, лежащие в основе колебаний, играют важную роль в определении правильного момента для действия.
Оригинал: The Conversation
