При выборе между возможной выгодой и риском в коре головного мозга разворачивается противостояние двух независимых нейронных узлов. Нейробиологи подключились к мозгу напрямую и зафиксировали эту борьбу в реальном времени. Исследование помогло объяснить физическую природу сомнений и скрытую анатомию выбора.
Процесс принятия решений давно интригует ученых. Нейробиология даже ставит под сомнение саму концепцию свободы воли. Еще в 1980-х годах физиолог Бенджамин Либет доказал, что мозг генерирует сигнал к действию («потенциал готовности») за сотни миллисекунд до того, как человек вообще осознает выбор. С тех пор наука пытается понять, как именно нейронные сети вычисляют более сложные абстрактные решения — например, стоит ли потенциальная награда возможного наказания.
Специалисты знали, что за такую математику отвечает орбитофронтальная кора — участок мозга прямо над глазами. Но изучать ее у живых людей технически тяжело. Из-за носовых пазух, заполненных воздухом, обычные аппараты МРТ выдают там слепые пятна. К тому же томографы слишком медлительны: они регистрируют изменения за секунды, тогда как сигналы в коре проскакивают в десятки раз быстрее.
Команда исследователей нашла способ обойти аппаратные ограничения и изучить нейрональные особенности принятия решения о риске. Результаты их работы вышли в журнале Nature Neuroscience.
Ученые привлекли шесть пациентов, которым ранее по медицинским показаниям хирургически вживили внутричерепные электроды для стерео-ЭЭГ. Участникам включили компьютерную игру, в которой нужно было провести персонажа по коридору к сундукам с наградой. Но путь преграждали виртуальные бомбы. Игроку нужно было мгновенно оценить баланс: стоит ли количество сундуков того, чтобы подорваться на минах? В этот момент электроды считывали активность коры каждые 10 миллисекунд.
Приборы зафиксировали четкое разделение ролей: орбитофронтальная кора работала как система двух противоборствующих центров. Если человек решал рискнуть и пойти за сундуками, примерно за 500 миллисекунд до самого действия медиальная часть коры (ближе к центру головы) резко «вспыхивала», а латеральная (по бокам) затихала. Если игрок выбирал безопасность и отступал, все происходило ровно наоборот: боковые зоны подавляли центральные.
Анализ сигналов также показал, как физически выглядит сомнение. Мозг не накапливает уверенность плавно. Когда участникам предлагали сложный выбор (много сундуков и бомб одновременно), нейронная сеть начинала бешено мерцать. Сигналы «вперед» и «назад» сменяли друг друга за доли секунды, пока один из них не одерживал окончательную победу. Внутреннее метание перед принятием решения оказалось буквальным коротким замыканием между двумя анатомическими узлами.
В итоге исследователи наглядно показали архитектуру сомнений. Понимание того, что желание рискнуть и страх перед неудачей разведены по разным участкам коры, открывает новые медицинские перспективы. Если врачи научатся точечно подавлять гиперактивность боковой «зоны избегания» с помощью стимуляторов, это поможет снимать парализующую тревожность у пациентов с тяжелой депрессией.
Автор: Илья Гриднев