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

Второй уровень конкуренции – когда уже выбрана потребность и соревнуются программы, которые эту потребность могут удовлетворить. В этом случае каждая программа стремится «повести за собой» наше поведение и, если получится, заслужить «дополнительные баллы». Ведь чем больше «рейтинг» программы, тем чаще она будет присутствовать в наших нейросетях в активной форме.

Видимо, таково «предназначение» каждой программы поведения как некой информационной сущности, и это чрезвычайно похоже на логику эволюционного процесса. Только в истории с эволюцией за ограниченные ресурсы (солнечная энергия, питательные вещества) конкурируют генетические «конструкты» – особи, популяции, биологические виды… И неудачники вымирают. В случае поведенческих программ идет «борьба» синаптических контактов: увеличение рейтинга программы означает, что реализующие ее синапсы передают сигналы более эффективно, тормозя относительно слабые информационные потоки (конкурирующие программы и синапсы).

Особый вопрос: за счет чего синапс (и нейросеть в целом) начинает работать эффективнее? Ответ на него ищет (и успешно находит) особый, очень важный раздел нейробиологии – физиология памяти, описывая «пластические» перестройки контактов между нейронами: усиление синтеза медиаторов, увеличение количества рецепторов на мембране клетки-мишени. Зафиксировано физическое разрастание интенсивно «обучающихся» и «набирающих баллы» за счет успешного поведения синапсов – увеличение площади контактирующей с аксоном мембраны клетки-мишени или возникновение на ней особых выростов – дендритных шипиков. В активно функционирующих нейросетях могут возникать новые синапсы (тогда говорят о синаптогенезе de novo), для чего клетки-мишени выделяют особые белковые молекулы – факторы роста нервов (NGF, BDNF, GDNF и другие), провоцирующие ветвление аксонов и формирование у них дополнительных отростков-коллатералей. Возможен даже нейрогенез – возникновение новых нейронов из стволовых клеток, хотя данный процесс обнаруживается уже не во всех, а только в строго определенных областях мозга, способных к обучению (обонятельная система, гиппокамп).

Схема, представленная на рис. 12.2, связывает потребности, эмоции, обучение и позволяет зациклить нервные процессы, демонстрируя, что наше поведение – практически непрерывный континуум, который длится, длится и длится.

В нейросетях, связанных с конкретными потребностями, работают сложные и различающиеся по составу ансамбли нейромедиаторов. Именно они обеспечивают генерацию как положительных, так и отрицательных эмоций. Значение эмоций, во-первых, как подкрепляющего фактора, на фоне которого идет обучение, во-вторых, как фактора, который информирует мозг об успехе деятельности, дает обобщенную оценку итогам поведения, широко обсуждается в физиологической, психологической, философской литературе.

Так, академик П. В. Симонов, на чью классификацию потребностей мы постоянно опирались, много писал о подкрепляющей и оценочной функции эмоций. Павел Васильевич выделял шесть базовых эмоций, которые можно зарегистрировать не только у любого человека, но и при стимуляции мозговых структур высокоразвитых экспериментальных животных (обезьяны, собаки): радость, горе, страх, гнев, удивление, отвращение. Если сравнивать их друг с другом, то очевидно, что первые две эмоции характеризуют глобальный успех либо неудачу деятельности; остальные связаны с более конкретными потребностями. Так, страх и отвращение являются компонентами пассивно-оборонительных реакций, гнев – проявлением агрессии, удивление – важнейшим участником исследовательских программ.

В качестве примера более детализированной классификации можно привести систему американского психолога Роберта Плутчика[[55] ], выделившего восемь базовых эмоций: радость, доверие, страх, удивление, печаль, неудовольствие, гнев, ожидание – и разместившего их по кругу в виде лепестков цветка. На следующем шаге он присоединил к каждой из базовых эмоций еще две ее градации с более высокой и более низкой интенсивностью (скажем, ужас-страх-опасение или изумление-удивление-отвлечение). Наконец, для каждой очередной пары базовых эмоций в «цветке» он зафиксировал промежуточное состояние (между радостью и доверием – любовь; между гневом и ожиданием – агрессия). Итого – 32 варианта. Впрочем, все они так или иначе «привязываются» к одной или нескольким биологическим потребностям. Об этом писал и сам Р. Плутчик, именуя свою концепцию психоэволюционной теорией эмоций.

Роберт Плутчик в значительной мере базировался на клиническом материале, однако указывал, что его подход основан на таких компонентах поведения не только человека, но и животных, как ориентация, исследование, воспроизводство, разрушение препятствий, отвержение, подчеркивал генетическую основу эмоций. Читатель же, конечно, легко заметит параллели между классификациями П. В. Симонова (физиолога мозга, нейрофизиолога) и Р. Плутчика (психолога, психотерапевта, психиатра).

Здесь следует подчеркнуть существование еще одного важнейшего нейробиологического понятия – подкрепления. Этот термин также ориентирован на результат поведения, деятельности организма.

При неудаче мы говорим об отрицательном подкреплении, связанном с негативными эмоциями. Наиболее существенные категории положительных и отрицательных подкреплений наша нервная система детектирует врожденно (скажем, еда и боль) и старается так организовать поведение, чтобы чаще получать положительные подкрепления и реже – отрицательные.

При этом позитивные эмоции возникают тогда, когда нам не только удается достичь положительного подкрепления, но и в результате правильно и вовремя запущенных поведенческих программ избежать подкрепления отрицательного. И наоборот, негативные эмоции – это результат не только действия отрицательных подкреплений, но и реакция на «упущенные» положительные подкрепления.

Позитивные эмоции возникают уже тогда, когда вероятность достижения положительного подкрепления либо вероятность избегания отрицательного подкрепления растет; негативные эмоции легко вызывает само приближение отрицательного подкрепления и даже незначительные неудачи на пути к положительному подкреплению. Академик П. В. Симонов использовал эту логику работы нервной системы для создания своей общеизвестной «потребностно-информационной теории эмоций».

Какие же медиаторы отвечают за генерацию положительных эмоций и работают в центрах биологических потребностей? Вот он, список этих важнейших молекул: дофамин, норадреналин, опиоидные пептиды, серотонин, ацетилхолин, анандамид. Выделение данных веществ соответствует моментам удовлетворения потребностей. Конечно же, существуют их антиподы, связанные с отрицательными эмоциями, фрустрацией, неудачами: эндозепины, нейропептид PPI, фрагменты холецистокинина, ноцицептины.