Нейробиологи впервые проследили, как серотонин и дофамин определяют «честность» выбора у человека
Люди очень по-разному взаимодействуют с другими людьми и с машинами. За эти отличия в поведении отвечают серотонин и дофамин, а точнее - сложный «танец» этих нейромедиаторов в нашем мозгу.
Ранее ученые могли судить о том, как на молекулярном уровне внутри нейронов формируется социальное поведение человека только в общих чертах по косвенным признакам. В новом исследовании впервые удалось сделать это напрямую, измерив концентрации нейромедиаторов прямо в мозге живого человека.
В качестве подопытных выступили четыре пациента с болезнью Паркинсона, которые подвергались глубокой стимуляции мозга (DBS). Это хирургический метод лечения, заключающийся в имплантации устройства, стимулирующего определенную часть мозга электрическими импульсами. Участники эксперимента согласились увеличить время операции на полчаса для проведения измерений концентрации нейромедиаторов прямо в их голове.
Методика эксперимента следующая. В ходе операции, при проведении которой пациент обязательно находится в сознании, помимо DBS-электродов, в их мозг временно внедрялся еще один. Он выступал электрохимическим зондом, фиксирующим текущую концентрацию серотонина с дофамином в тканях черного вещества головного мозга. Измерения происходили десять раз в секунду, что позволило отслеживать работу нейромедиаторов в реальном времени.
Схема эксперимента. Слева (a) показано размещение электрода, пунктирным кружком выделена целевая область мозга - черное вещество. Справа (b) приведена структура игры ультиматум: предлагающий может быть либо человеком; либо компьютером (роботом), от предложенной суммы можно отказаться или принять ее; в трети раундов пациентам предлагалось оценить свое эмоциональное состояние; суммарное количество предложений от людей и компьютеров было одинаковым, но могло быть не равным в ходе одной игры.
После внедрения всех электродов проводился непосредственно эксперимент, тестирующий механизмы социального поведения. На дисплей в поле зрения пациента выводился интерфейс ультиматума - классической игры для изучения экономических и психологических предпочтений людей в межличностных взаимодействиях. Каждый раунд подопытные могли отказаться или забрать предложенную сумму денег (20 виртуальных долларов), разделенную не поровну между ними и вторым участником.
Доля второго участника всегда больше, но случайным образом на его месте мог быть либо аватар человека (всегда разный), либо некий компьютер, бездушная машина. Если пациенты отказывались от предложения, то второй участник тоже ничего не получал. Подопытные могли осуществлять выбор с помощью простого джойстика. Каждый участник эксперимента проходил игру дважды с интервалом в 2-4 недели - глубокая стимуляция мозга требует внедрения электродов в оба полушария, операции проводились с перерывом.
Тот факт, что в подобных экспериментах люди чаще соглашаются забрать даже маленькие суммы, если большую забирает неживой игрок - для ученых давно не секрет. При поступлении аналогичного предложения даже от нарисованного человека, у людей важную роль в принятии решений начинает играть концепция честного дележа (fairness). А ее определяют нормы социального поведения: если подопытному кажется, что предлагающий забирает себе слишком много (например, предлагает 4 доллара, а забирает 16), то такая сделка отменяется, лишь бы второй игрок тоже ничего не получил. Именно поэтому прямые измерения концентраций дофамина и серотонина в мозгу были столь важны для исследователей - они должны были показать, как социальное поведение формируется на уровне взаимодействия нейромедиаторов.
Выяснилось, что дофамин четко следует социальному контексту: его концентрации выше в те раунды, когда второй участник - человек, и ниже, когда его место занимает компьютер. А серотонин, в свою очередь, колеблется в соответствии с общим уровнем награды. Важно отметить, что это лишь очень общее описание результатов исследования. Полный анализ данных включает в себя взаимосвязи с выгодностью и честностью предыдущего раунда, скорость ответа и соотношение между нейромедиаторами в разных условиях.
Научная работа с результатами исследования и подробным описанием методики эксперимента опубликована в рецензируемом журнале Nature Human Behaviour. Ее авторы - ученые из Политехнического университета Виргинии (Virginia Tech, США) и Медицинской школы Икан на горе Синай (ISMMS, США). В исследовании также принимали участие специалисты из Медицинской школы Уэйк-Форест (США) и Института Макса Планка по биологической кибернетике (Германия). Новая научная работа стала результатом более чем десяти лет подготовительных исследований, в ходе которых отрабатывались методики измерения уровней нейромедиаторов в человеческом мозге и проверялись прочие гипотезы о работе серотонина с дофамином.
Автор: Василий Парфенов
Ссылка на источник
Ранее ученые могли судить о том, как на молекулярном уровне внутри нейронов формируется социальное поведение человека только в общих чертах по косвенным признакам. В новом исследовании впервые удалось сделать это напрямую, измерив концентрации нейромедиаторов прямо в мозге живого человека.
В качестве подопытных выступили четыре пациента с болезнью Паркинсона, которые подвергались глубокой стимуляции мозга (DBS). Это хирургический метод лечения, заключающийся в имплантации устройства, стимулирующего определенную часть мозга электрическими импульсами. Участники эксперимента согласились увеличить время операции на полчаса для проведения измерений концентрации нейромедиаторов прямо в их голове.
Методика эксперимента следующая. В ходе операции, при проведении которой пациент обязательно находится в сознании, помимо DBS-электродов, в их мозг временно внедрялся еще один. Он выступал электрохимическим зондом, фиксирующим текущую концентрацию серотонина с дофамином в тканях черного вещества головного мозга. Измерения происходили десять раз в секунду, что позволило отслеживать работу нейромедиаторов в реальном времени.
Схема эксперимента. Слева (a) показано размещение электрода, пунктирным кружком выделена целевая область мозга - черное вещество. Справа (b) приведена структура игры ультиматум: предлагающий может быть либо человеком; либо компьютером (роботом), от предложенной суммы можно отказаться или принять ее; в трети раундов пациентам предлагалось оценить свое эмоциональное состояние; суммарное количество предложений от людей и компьютеров было одинаковым, но могло быть не равным в ходе одной игры.
После внедрения всех электродов проводился непосредственно эксперимент, тестирующий механизмы социального поведения. На дисплей в поле зрения пациента выводился интерфейс ультиматума - классической игры для изучения экономических и психологических предпочтений людей в межличностных взаимодействиях. Каждый раунд подопытные могли отказаться или забрать предложенную сумму денег (20 виртуальных долларов), разделенную не поровну между ними и вторым участником.
Доля второго участника всегда больше, но случайным образом на его месте мог быть либо аватар человека (всегда разный), либо некий компьютер, бездушная машина. Если пациенты отказывались от предложения, то второй участник тоже ничего не получал. Подопытные могли осуществлять выбор с помощью простого джойстика. Каждый участник эксперимента проходил игру дважды с интервалом в 2-4 недели - глубокая стимуляция мозга требует внедрения электродов в оба полушария, операции проводились с перерывом.
Тот факт, что в подобных экспериментах люди чаще соглашаются забрать даже маленькие суммы, если большую забирает неживой игрок - для ученых давно не секрет. При поступлении аналогичного предложения даже от нарисованного человека, у людей важную роль в принятии решений начинает играть концепция честного дележа (fairness). А ее определяют нормы социального поведения: если подопытному кажется, что предлагающий забирает себе слишком много (например, предлагает 4 доллара, а забирает 16), то такая сделка отменяется, лишь бы второй игрок тоже ничего не получил. Именно поэтому прямые измерения концентраций дофамина и серотонина в мозгу были столь важны для исследователей - они должны были показать, как социальное поведение формируется на уровне взаимодействия нейромедиаторов.
Выяснилось, что дофамин четко следует социальному контексту: его концентрации выше в те раунды, когда второй участник - человек, и ниже, когда его место занимает компьютер. А серотонин, в свою очередь, колеблется в соответствии с общим уровнем награды. Важно отметить, что это лишь очень общее описание результатов исследования. Полный анализ данных включает в себя взаимосвязи с выгодностью и честностью предыдущего раунда, скорость ответа и соотношение между нейромедиаторами в разных условиях.
Научная работа с результатами исследования и подробным описанием методики эксперимента опубликована в рецензируемом журнале Nature Human Behaviour. Ее авторы - ученые из Политехнического университета Виргинии (Virginia Tech, США) и Медицинской школы Икан на горе Синай (ISMMS, США). В исследовании также принимали участие специалисты из Медицинской школы Уэйк-Форест (США) и Института Макса Планка по биологической кибернетике (Германия). Новая научная работа стала результатом более чем десяти лет подготовительных исследований, в ходе которых отрабатывались методики измерения уровней нейромедиаторов в человеческом мозге и проверялись прочие гипотезы о работе серотонина с дофамином.
Автор: Василий Парфенов
Ссылка на источник