Креативный мозг. Как рождаются идеи, меняющие мир

Карл Дейссерот и его коллеги из Стэнфордского университета чрезвычайно элегантно продемонстрировали значение специфических дофаминовых рецепторов в процессе принятия решений, направляемом значимостью. В эксперименте крысы должны были выбирать между двумя рычагами: один был связан с доступом к кормушке, где всегда был корм, а другой – с доступом к кормушке, где корма обычно почти не было, но иногда появлялось очень много. Ученые обнаружили, что способность крыс учиться на собственном опыте и делать выбор направлялась сигналом, исходящим из нейронов прилежащего ядра с рецепторами D2. Это область мозга на границе вентрального полосатого тела, передней части поясной извилины и орбитофронтальной коры. Известно, что в этой области располагается центр системы вознаграждения мозга. Те крысы, у которых эти нейроны посылали сильный сигнал, учились на отрицательном опыте и использовали консервативную стратегию, чаще всего выбирая рычаг, который открывал кормушку, где всегда был корм. И наоборот, крысы, у которых нейроны с рецепторами D2 вырабатывали слабый сигнал, продолжали нажимать на рычаг, чтобы время от времени получить доступ к кормушке, где иногда появлялось много корма, хотя чаще всего его количество было очень ограниченным. Но эту упрямую забывчивость по отношению к отрицательному опыту можно было преодолеть у этих склонных к риску крыс, если стимулировать нейроны с рецепторами D2 в прилежащем ядре оптогенетическим методом. (Это относительно новый и многообещающий метод, когда нейроны подвергают генетической модификации, чтобы они приобрели чувствительность к свету и отвечали на стимуляцию светом¹⁷.)

Сигнальная система дофамина выполняет другую важную функцию: это часть системы модуляции возбуждения в мозге. «Значимый» сигнал, передаваемый дофамином, модулирует префронтальную кору, способствуя ее переходу в оптимальное возбужденное состояние, о котором мы говорили в Главе 4 и к обсуждению которого вернемся в Главе 7. Основываясь на ранних работах Патриции Голдман-Ракич, Эми Арнстен и ее коллеги показали, что вызванная дофамином и другим нейромедиатором, норадреналином, модуляция возбуждения играет важнейшую роль в функции префронтальной коры и что сбой этой модуляции приводит к самым различным когнитивным расстройствам¹⁸.

Я полагаю, что участие и дофамина, и норадреналина в возбуждении лобных долей отражает два дополняющих типа модуляции возбуждения: один основан на воспринимаемой важности стимула (дофамин) и опосредует использование хорошо установленных привычных когнитивных задач с ранее установленной значимостью. Другой основан на новизне стимула (норадреналин) и задании, которое требует умственной гибкости, а также отклонения от ранее установленной когнитивной привычки. Логическое обоснование этого предположения можно найти в моей предыдущей книге, «Новый управляющий мозг»¹⁹. Другим его подтверждением является дополняющее влияние норадреналиновой и дофаминовой модуляции на когнитивные функции. Фармакологическая модуляция норадреналиновой системы улучшала результат выполнения испытуемым ряда сложных, новаторских вербальных заданий, требующих гибкости мышления, таких как решение анаграмм и выполнение теста на беглость речи. И наоборот, введение бромокриптина (агониста дофамина) не вызывало такого эффекта²⁰. С другой стороны, модуляция дофаминовой, но не норадреналиновой системы облегчает выполнение лексических задач, основанных на автоматической обработке и требующих хорошо установленных семантических отношений²¹.

Когда нейробиологи говорят о степени умственной гибкости, необходимой для выполнения задания, они делают различие в переключении между однородными признаками стимула и разнородными и обработкой данных. Похоже, что дофаминергическая система играет более важную роль в относительно ограниченном переключении между однородными признаками, которое открывает переход между стимулами одного рода, тогда как норадренергическая система связана с переключением между различными признаками, с более свободным переходом между разнородными стимулами²².

Чуть позже мы обсудим динамическое взаимодействие различных состояний активации лобных долей, то есть гипер- и гипофронтальности, которые являются неотъемлемой частью творческого процесса и способности к созданию новых идей. Емкость мозга для достижения и поддержания широкого диапазона префронтальной активации и деактивации представляется чрезвычайно желательной характеристикой и важным ингредиентом комплексного познания. В той степени, в которой этот диапазон может варьировать у разных людей, индивидуальные различия могут проявляться как различия в свойствах вентральных ядер ствола головного мозга и их проекций, выходящих из голубого пятна, которое участвует в синтезе норадреналина, и ВОП, где происходит синтез дофамина. В Главе 7 я докажу, что чем шире диапазон модуляции, тем это лучше для инноваций и креативности.

И снова о дофамине