Движение и жизнь

shutterstock.com

Как мозг помогает нам лениться, получать положительные эмоции от движений и делать выбор между работой в офисе и свободой ( спойлер – в цикличности и кроется одна из главных тайн нашей жизни) – узнали из книги «Мозг и его потребности: от питания до признания» Вячеслава Дубынина, вышедшей в издательстве «Альпина нон-фикшн».

ЛЕНЬ, ИЛИ ПРОГРАММА ЭКОНОМИИ СИЛ

В списке жизненно важных витальных установок, помимо тех, что связаны с едой, безопасностью и гомеостазом, присутствуют программы экономии сил, которые порой называют алгоритмами лени. Их реализация тесно переплетается, с одной стороны, с состоянием утомления (запредельного торможения, по И. П. Павлову), с другой — с основополагающим принципом экономии ресурсов и энергии всяким живым организмом, начиная с бактерии. Принцип экономии вплетен в деятельность клеток организма человека (на химическом, молекулярном уровне), в работу всех систем нашего тела и, конечно, в функционирование мозга. Мы предполагаем, что в нервной системе в ходе реализации того или иного поведения импульсы, сигналы распространяются по нейронным цепям и сетям самым оптимальным, минимизирующим затраты энергии образом. Как в известном принципе: «Кратчайшее расстояние между точками на плоскости — прямая». Такая оптимизация — результат эволюционного процесса, если речь идет о врожденных программах, либо итог дополнительной настройки и пластических изменений синапсов, если мы имеем дело с обучением. Как пример — процесс перехода от генерализации к специализации условного рефлекса, описанный еще в работах уже не раз упомянутого И. П. Павло- ва. На электрофизиологическом уровне эти данные были получены во второй половине прошлого века академиком М. Н. Ливановым. Оптимизацию проведения сигналов, подавление активности лишних нейронов — участников этого процесса — можно наблюдать, анализируя алгоритм латерального торможения, на структурном и функциональном уровне присущий многим нейросетям, входящим в состав сенсорных и двигательных систем мозга. В синаптологии экономия ресурсов проявляется в форме так называемого прунинга — непрерывно идущего, прежде всего в коре больших полушарий, процесса разрушения малоактивных синапсов (от pruning — «обрезка», например, ветвей деревьев). Наконец, о том же свидетельствуют эксперименты по компьютерному моделированию нейросетей, наделенных свойствами самообучения, настройки реагирования, например, на сложные комплексы входных сигналов. В функционирование мозга повсеместно «вплетен» принцип экономии ресурсов и энергии.  Повторное распространение возбуждения по нейросети ведет к оптимизации реакций нейронов, которые определяют ответ на тот или иной комплекс входных сигналов (ту или иную ситуацию).

Сложновато? Ну, смотрите. Можно научить обезьяну, скажем, небольшую мартышку, дергать за рычаг и получать кусочек банана. Если в ее распоряжении будут два рычага, один из которых нажимать легко, а другой — тяжело, даже не надейтесь, что она примется заниматься фитнесом. Мартышка станет использовать тот рычаг, который легче повернуть. Мы постоянно поступаем аналогичным образом, начиная с того, что срезаем путь по газону, и кончая надеждой, что можно отложить и не делать какую-то работу именно сегодня (прокрастинация). Это действительно порой именуется ленью и в тяжелом случае может нарушать все поведение и жизнь человека. Недаром великий Данте Алигьери поместил ленивых в пятый круг ада, то есть — достаточно глубоко.

Карта местности и траектория перемещений в пространстве

Программы экономии сил в яркой форме проявляют себя при сокращении пути. Напомню, что один из важнейших способов сбора новой информации — исследование доступной территории. Главная роль при этом принадлежит гиппокампу и окружающим его структурам, которые в числе прочих функций запоминают и эксплуатируют «карты местности». Норвежские нейрофизиологи Мэй-Бритт и Эдвард Мозеры и их американский коллега Джон О’Киф в 2014 году получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за исследования именно этой функции мозга у лабораторных крыс.

В их работе можно выделить несколько этапов. Еще в 1970-е годы выяснилось, что в тот момент, когда животное проходит предложенный учеными лабиринт, в его гиппокампе обучаются «нейроны места», которые формируют когнитивную карту экспериментальной камеры. Параллельно другие нейроны (не обязательно в гиппокампе) работают с информацией от систем мышечной и вестибулярной чувствительности, запоминая что-то вроде: «От входа в лабиринт мы прошли сначала полметра прямо, потом метр налево и дальше еще метр направо». Апофеозом работы этой системы является наложение друг на друга когнитивной и мышечной карт, а также учет глобальных ориентиров: положение Солнца и/или магнитного поля Земли, яркие метки на стенах экспериментальной комнаты. В природе это крупные камни, здания, деревья, берега водоемов и прочие значимые объекты. Таким образом, в мозге взаимодействуют текущая траектория движения и карта местности с привязанной к чему-то основополагающему системой координат. Точнее, даже несколько карт с разной степенью детализации. И когда нервная система проводит сопоставление таких «страниц атласа», появляется возможность сократить путь: уже не углами идти туда или обратно, а бежать по прямой, потому что нейросети все просчитали. А это явная экономия сил!

Исследователи, которые занимаются насекомыми, обнаруживают аналогичные поведенческие и нейрофизиологические феномены. Скажем, маленький пустынный муравей держит «в уме» карту радиусом 25 м от входа в гнездо и, найдя зернышко, бежит прямо домой, делая поправку на движение Солнца по небосводу. Уровень миниатюризации нервных процессов при этом потрясающий. Важно, что программы экономии сил работают в самых разных формах и на базе совершенно разных нервных систем вне зависимости от того, как конкретно организована нейросеть.

Интересно, что далеко не все члены стаи стремятся к лидерству. Некоторые люди делают примерно такой же выбор: «Зачем мне быть начальником и за что-то отвечать? У меня и так все более или менее есть. Буду работать столько, сколько нужно для того, чтобы получать зарплату и удовлетворять базовые потребности. Мне много не надо». Это очень серьезная жизненная философия. Очевидно, что у индивидуумов, которые выбирают подобный стиль жизни, программа экономии сил очень ярко врожденно инсталлирована в мозге. При этом важно понимать, что лень постоянно конкурирует в мозге с массой других программ и потребностей — любопытством, радостью движений, программами социального взаимодействия, а при гиперманифестации — с голодом и обеспечением безопасности.

Состояние «я ленюсь» зачастую соответствует высокому уровню комфорта, ситуации, когда основные биологические потребности удовлетворены и можно позволить себе роскошь здесь и сейчас никуда не стремиться, ни о чем не заботиться. На синаптическом уровне при этом можно зафиксировать высокую активность «рекреационных» нейромедиаторов, таких как ацетилхолин и анандамид.

РАДОСТЬ ДВИЖЕНИЙ

Еще одна важнейшая группа потребностей связана с нашими движениями. Хорошо выполненное движение — это ценно. Моторные навыки вплетаются во множество программ: исследования местности, защиты территории, состязания за лидерство или полового партнера. Быстро, четко, скоординированно двигаться — существенный компонент успешного поведения. Наш мозг устроен так, что при достижении определенного уровня совершенства движений мы начинаем получать позитивные эмоции. нам нравится, как мы что-то делаем, и порой мы двигаемся просто для того, чтобы двигаться — и испытывать такие удовольствия.

Чтобы описать роль удовольствия от движений в полной мере, надо кратко охарактеризовать базовый набор моторных актов, которые мы реализуем. Проще говоря, описать основные принципы наших телодвижений.

Выделяют четыре основных типа совершаемых нами движений:

1. Движениярефлекторные, возникающие в ответ на определенный стимул (стимулы); нервный сигнал идет по «открытой» рефлекторной дуге, имеющей начало и конец. Задели горячую сковородку — отдернули руку.
2. Движениялокомоторные, связанные с перемещением в пространстве: шаг, бег, плавание. Сигнал в ЦНС циркулирует по замкнутому контуру нейронов, и этот процесс может повторяться очень долго. Например, у пловца, который бросил себе вызов и решил переплыть Ла-Манш.
3. Произвольные,к которым относятся новые движения в новых же условиях. Как правило, сопровождаются мощным потоком неизвестной ранее информации, поступающей в кору больших полушарий. В этом случае мотивирует не столько удовольствие от движений, сколько любопытство. Жил-жил человек 40 лет и вдруг решил научиться вязать крючком. Вот и новизна.
4. Автоматизированныедвижения, которыми управляет мозжечок и базальные ганглии. Являются результатом особого двигательного обучения, которое происходит, если мы много- кратно повторяем рефлекторные, локомоторные и произвольные моторные акты. Они позволяют нам двигаться все лучше и эффективнее, служат мощным источником положительных эмоций. Здорово же прокатиться на велосипеде, правда?

Мозжечок и базальные ганглии совместно с выделяющей дофамин черной субстанцией среднего мозга подталкивают нас тренироваться, по крайней мере до тех пор, пока наш организм еще не очень хорошо владеет моторными навыками. Поэтому дети (и детеныши высокоразвитых животных) двигаются гораздо охотнее, чем взрослые, получают от этого большее удовольствие и заодно учатся сокращать мышцы в правильном порядке с верной скоростью и необходимой силой. Правда, они об этом не знают, но их врожденная потребность совершать движения ими настойчиво руководит (кстати, напомню, что эту группу программ П. В. Симонов отнес к потребностям саморазвития). Трехлетке научиться кататься на коньках гораздо проще и быстрее, чем взрослому.

В основе локомоторных движений — врожденно существующие замкнутые контуры нервных клеток, облегчающие нам первые стадии обучения перемещениям в пространстве. Эти контуры работают, когда детеныш начинает ползать, ходить, бегать. Проходят дни и недели, и котенок или ребенок двигается все увереннее, все точнее и быстрее. Исходная моторная программа совершенствуется, и мы все эффективнее достигаем цели. Иными словами, по ходу накопления опыта реализации локомоции мозжечок и базальные ганглии формируют на базе врожденных программ гораздо более совершенные и порой фантастически разнообразные навыки: спортивные, танцевально-балетные.

Как я уже говорил, произвольные движения доставляют удовольствие в значительной степени благодаря новизне. При этом даже простое произвольное движение, как правило, является комплексом последовательных и параллельных действий. Например, чтобы всего лишь дотянуться до журнала, лежащего на столе, мы должны одновременно управлять мышцами плечевого и локтевого суставов, туловища, кисти плюс осуществлять визуальный и тактильный контроль результата движения: в правильном ли направлении перемещается рука, удалось ли прикоснуться к журналу. Это довольно сложные программы, и если они реализуются впервые, то требуют от нейросетей коры больших полушарий (прежде всего от лобной доли) мощной и генерализованной активации, серьезной вовлеченности в процесс (на субъективном уровне — мощной концентрации внимания). Вспомните, как сосредоточенно младенец пытается дотянуться до погремушки или же вы сами стараетесь попасть ниткой в игольное ушко. Видимо, для того, чтобы разгрузить кору больших полушарий от реализации столь сложных задач, в ходе эволюции возникли механизмы автоматизации произвольных (а заодно и рефлекторных, и локомоторных) движений. Произвольное движение разворачивается в лобной доле в два этапа. Этап номер один — превращение общей двигательной программы в последовательность действий. Например, ставится задача: «Хочу взять лежащий на столе карандаш». Какие маневры будут входить в ее состав? Наклониться вперед, разогнуть плечо и локоть, разогнуть пальцы. Затем, после прикосновения к карандашу, согнуть пальцы и руку.

Дальше происходит второй этап запуска программы: каждое действие превращается в набор конкретных движений и мышечных сокращений. Ведь даже разогнуть локоть — это на самом деле не очень-то простая задача. Нужно, чтобы нейроны моторной коры по пирамидному тракту отдали команды десяткам и сотням мотонейронов спинного мозга — прежде всего, чтобы наш трицепс с правильной силой и скоростью сократился. Информацию о том, как превратить общую программу некоторого действия в очень конкретные сокращения определенных мышц, фиксирует мозжечок: точнее, его новая часть. По мере того как мы повторяем произвольные движения, базальные ганглии и мозжечок запоминают, как это делать хорошо, эффективно и четко. В итоге весь процесс автоматизируется.

Если мы много раз повторили какое-то движение, коре больших полушарий достаточно сказать: «Хочу сделать это! Но как?» — мозжечок и базальные ганглии уже знают ответ. При этом успешное выполнение движений сопровождается выделением дофамина — нейромедиатора, который, как вы помните, связан с проявлениями различных положительных эмоций.

Радость движения — дофаминовая радость. гулять, бегать, танцевать или, как в Китае, заниматься ушу — это все стимуляция выделения дофамина, способ получать положительные эмоции и противостоять депрессии. Осваивая новые движения, мы в любом возрасте способны мощно активизировать нейросети, что приносит им огромную пользу, улучшает внимание, память и даже позволяет противостоять нейродегенерациям. Так что двигайтесь, сколько бы вам ни было лет, — это продлевает жизнь!

ИГРОВОЕ ПОВЕДЕНИЕ

Дофамин обеспечивает львиную долю наших положительных эмоций. Это тот позитив, который мы чувствуем в связи с движениями, новизной и, конечно, с программами игры. Н помню, что игровое поведение, тренировку двигательных и социальных навыков П. В. Симонов поместил в группу программ саморазвития. 

Зачем котенок бегает за фантиком, а козленок — просто бегает? Они тренируются: котенку понадобится ловить мышь, а козленку убегать от волка. Сами они об этом, ясное дело, не знают, но их базовая генетически и эволюционно заданная программа очень даже в курсе. И «платит» им за такое правильное поведение и двигательное обучение дофамином, положительными эмоциями. Да, котенку и козленку нравится резвиться. В случае маленьких Homo sapiens мы постоянно наблюдаем то же самое, и ребенок может повторять и повторять некий комплекс движений: например полсотни раз за 15 минут скатиться с горки на детской площадке. Зачем мальчики и девочки так делают? А они тренируются, и им это нравится.

С возрастом нервная система хорошо отрабатывает моторные навыки. Повторение движений становится для большинства взрослых не так значимо. Поэтому предложение ребенка: «Папа, мама, давайте побегаем-попрыгаем!» — вызывает у зрелого мозга недоумение: «Зачем, я и так все это умею…». У скучного взрослого частенько уже доминируют программы экономии сил, лени (на этом месте должен быть грустный смайлик). Впрочем, есть счастливчики, сохраняющие радость движений и двигательной новизны до седых волос, — они готовы ходить в походы, играть по воскресеньям в футбол и танцевать танго в 60–70 и даже 80 лет! Но движение — только один из компонентов игрового поведения. На самом деле все, как всегда, сложнее.

У социальных существ во время игр, в которые вовлечены детеныши, отрабатываются также элементы территориального, иерархического поведения, ухаживания. Козлята учатся бодаться и одновременно — оценивать силы противника. Ведь, живя в стаде, важно понимать, что с более мощным самцом связываться не стоит. Это касается и детенышей хищников, которые друг на друге тренируют не только смертельный укус и прочие врожденные в основе стереотипы индивидуальной охоты, но и навыки группового преследования добычи, ритуалы установления иерархии, порой — программы полового и родительского поведения.

В человеческом обществе игра колоссально важна. Мы, взрослея, еще очень долго продолжаем поддаваться забавам, формируя, отрабатывая и эксплуатируя навыки социального взаимодействия. Этот чрезвычайно значимый компонент поведения вновь базируется на дофаминовом подкреплении. В игре мы узнаем много нового, ведь в процессе все происходит почти всерьез, на фоне мощных эмоций (например: «мы побеждаем! ура!»). наконец, программы и реакции, освоенные по ходу игры, позже легко можно использовать в реальной жизни.

Голландский философ Йохан Хейзинга  настолько проникся значимостью игры, что в середине XX века написал книгу «Человек играющий». Она о том, как важна игра в истории человеческой цивилизации. Философ отмечал, что она не может быть сведена к феноменам культуры, она намного древнее и наблюдается еще у животных. Более того, сама культура (речь, миф, наука) во многом имеет игровую природу. Сущность игры Й. Хейзинга определял как несерьезность, как «свободное действие», поскольку она лишена принуждения. Ей предаются в свободное время и в особом игровом пространстве. Вместе с тем почти любая забава подразумевает строгий внутренний порядок — ритуалы, правила — и определенное игровое сообщество, участников. Игровым поведением, «карнавализацией» жизни занимался и русский философ, культуролог М. М. Бахтин.

Реально это означает, что игровое поведение — особая и весьма важная функция нашего мозга, которая не сводится к удовлетворению других биологических потребностей. Прекрасно, что игра есть. Одни игры просто делают наше существование разнообразным и интересным, в то время как другие готовят к самым значимым событиям жизни, вплоть до любви и смерти. Вся наша жизнь — игра!

РЕФЛЕКС СВОБОДЫ

Есть еще один важнейший комплекс программ, связанный с движениями и дофамином, — это программы свободы (рефлекс свободы), которые П. В. Симонов отнес к потребностям само- развития. Ну а термин «рефлекс свободы» принадлежит еще И. П. Павлову, который, очевидно, именовал группами безусловных рефлексов то, что мы сейчас называем биологическими потребностями — в пище, безопасности, размножении…

Очерк И. П. Павлова «Рефлекс свободы» написан в 1917 году, между Февральской и Октябрьской революциями. Суть его в том, что свобода — это специфическая ценность, отдельный вид положительного подкрепления. Если нас (или лабораторное животное — Павлов приводит в пример своих собак) лишают свободы, то это становится отрицательным подкреплением, появляются негативные эмоции. Биологически это понятно и целесообразно, ведь если в природе жук попал в яму, а олень зацепился рогами за кусты, то им нужно срочно освобождаться, иначе умрут от жажды и голода или их съест хищник. Жук и олень об этом не знают, но знает их врожденная программа, которая делает это ограничение в свободе передвижения невыносимым. Павлов писал, что у некоторых собак стремление оборвать привязь, выбраться из исследовательской камеры настолько велико, что они не подходят для участия в экспериментах по изучению условных рефлексов. Свобода — это особая ценность, и для разных индивидуумов ее значимость тоже различна: варьируется уровень «свободолюбия». Лишение свободы является для человека весьма существенной неприятностью и повсеместно принято как социально одобряемый способ наказания за серьезные проступки. Множество произведений искусства апеллируют к этой ситуации и показывают нам, как во всех отношениях неприятно быть несвободным. Недаром Александр Пушкин написал «Сижу за решеткой в темнице сырой». Вывод: не нарушайте законы, чтобы не посадили, потому что при ограничении свободы обязательно появятся сильные отрицательные эмоции.

Свобода ценна, но, как и любая потребность, она конкурирует с другими программами. Например, довольно часто встает дилемма: еда или свобода — что важнее? Работа в офисе с 9 до 18 часов за стабильную зарплату или фриланс без всякой гарантии заработка? Выйти замуж за любимого, но пока бедного, или все же за богатого — в надежде, что «стерпится-слюбится»? Человек при подобном выборе делает попытку осознать: «Что же для меня в жизни главное? Золотая клетка или все-таки свобода + любовь / интересная работа?» Как правило, пока банально не хватает еды, мечтают о золотой клетке. Но оказавшись в ней — например, в офисе крупной компании со строгой иерархией, драконовской корпоративной этикой и дресс-кодом, — со свободой приходится распрощаться. И в клетке начинают мечтать о воле… Психологи и философы исписали бесчисленные тома, объясняя, что в этой цикличности и кроется одна из главных тайн нашей жизни, один из основных ее движителей и алгоритмов. Действительно, на смену удовлетворенной потребности тут же приходит другая, а за ней «в очереди» стоит еще десяток программ, только и ждущих, когда удастся взойти на «капитанский мостик» нашего мозга и наконец-то «порулить» поведением.

В обществе, избыточно стиснутом традициями, бюрократией, экономическими и политическими неурядицами, свобода для массы людей, особенно молодых, порой оказывается так важна, что хочется ее реализовать хотя бы в ритуальной форме. И тогда возникают такие странные, но показательные феномены, как флешмобы, сборы фанатов рок-групп или даже почитание капибар.