Если бы мозг человека, получив новую информацию, рисовал бы заново всю картину мира, это было бы долго и неэффективно. Вместо этого наш разум создает определенную модель и постоянно ее дополняет, «дорисовывает» детали. В тех или иных ситуациях мозг ожидает получить те или иные зрительные, звуковые образы, и он постоянно сверяет, перепроверяет свою внутреннюю карту мира.
Ученые из Висконсинского университета в Мадисоне (University of Wisconsin-Madison, США) продемонстрировали нисходящую природу формирования мировоззрения, вмешиваясь в процессы, происходящие в нервной системе, с помощью препарата кетамина. Эта научная работа показала важную роль определенных типов связей между клетками головного мозга и доказала перспективность кетамина в лечении депрессии.
На протяжении последних десятилетий преобладала теория восходящего механизма формирования мировоззрения. Согласно ей, информация, полученная от различных ощущений, перемещается из низших отделов нервной системы в высшие, и на основе этого формируются исполнительные функции, такие как фокусировка внимания, планирование. Такая концепция по типу «сверху вниз» сформировалась еще в XIX столетии.
Новая идея носит название «предиктивное кодирование». Она говорит о том, что лобные доли мозга изначально прогнозируют развитие ситуации на основе сформировавшихся ассоциативных связей.
Сунак Моханта (Sounak Mohanta), один из соавторов исследования, рассказывает:
Если вы слышите лай, то ожидаете увидеть собаку — ваш мозг к этому привык. Мы использовали ассоциации такого рода, чтобы показать, как прогнозы влияют на поведение.
Результаты этой научной работы были недавно опубликованы в журнале Journal of Neuroscience.
Эксперимент со звуками и картинками
Ученые набрали для исследования 32 добровольца и попытались «обучить» их совершенно новым ассоциациям. Этим людям предлагали прослушать бессмысленное сложное слово и посмотреть на изображение вымышленного животного. Таким образом, испытуемые «заучили», какой звук с какой картинкой сочетается.
Затем ученые снова воспроизводили эти звуки, показывали испытуемым картинки и спрашивали, сочетаются ли они между собой. В это время у участников исследования регистрировали электрические импульсы в головном мозге с помощью ЭЭГ.
Когда выстраивалась четкая ассоциация между определенным звуком и картинкой, точность прогнозирования составила 85%. Но при введении двух ассоциаций точность сокращалась до 50%, а трех ассоциаций — до 33%.
ЭЭГ показала, что при прослушивании звука, который человеку удавалось однозначно связать с определенным изображением, активируются лобные доли головного мозга. Они посылают сигналы в нервные клетки (нейроны) затылочных долей, отвечающих за зрительные образы. В итоге в головном мозге возникает соответствующая картинка.
Как изменилась картина после введения кетамина
Нейроны «общаются» между собой, передавая химические сигналы через специальные контакты между отдельными клетками — синапсы. Препарат кетамин воздействует на эти сообщения, блокируя рецепторы NDMA. В итоге связь между лобными и затылочными долями мозга прерывается.
Это подтвердилось во время эксперимента. Когда участникам вводили небольшие дозы кетамина, знакомый звук вызывал гораздо более дезорганизованную и «шумную» активность в лобных долях головного мозга. При этом сенсорный путь, который в норме вызывал зрительные образы, находился в состоянии относительного покоя. Время реакции увеличилось. Наблюдалась примерно такая же картина, как при реакции на малоизвестные формы.
Профессор Юрий Заалманн (Yuri Saalmann), руководивший исследованием, отмечает:
Первичный сигнал теряется. Мозг больше не получает пользы от сигналов «сверху вниз», и в итоге происходят ошибки. Вне зависимости от наших взглядов на то, как происходит восприятие, нам необходимо учитывать прогнозирование в составе обратной связи как важную составляющую функции мозга.
Нарушение прогнозирования характерно для таких расстройств, как депрессия и шизофрения. Человек ошибочно убеждает себя в том, что должно произойти что-то очень плохое. Также из-за этого возникают галлюцинации. Эксперименты уже показали, что кетамин уменьшает проявления депрессии у животных. В настоящее время этот препарат проходит клинические испытания и на людях.
Источник: sciencedaily.com.
