Мыши в крестообразном лабиринте
Давайте вернемся к злосчастному перекрестку города Хантсвилл в штате Алабама. Представьте, что для того, чтобы добраться до работы, вам нужно проехать по бульвару Адвентистов, а потом свернуть на Уинн-Драйв. Повторив этот маршрут несколько раз, вы, вероятно, усвоите его и сможете перемещаться по нему машинально, не обращая особого внимания на дорогу. Маршрут сделается привычным, но что при этом произойдет в вашем мозге? Как повторение действий, скажем езда на работу по одному и тому же пути, помогает довести эти самые действия до автоматизма? Неврологи изучили этот вопрос. Они разработали эксперимент с участием мышей: те должны были ориентироваться в крестообразном лабиринте – по сути, «перекрестке» из двух «улиц». В ходе эксперимента мышь сажают в южную часть креста, а вкусную награду помещают в западный отсек, как показано на рисунке ниже.
Попав в лабиринт, мышь осторожно движется вперед до перекрестка. На перекрестке она начинает вертеть головой в раздумьях, куда идти дальше, и часто выбирает не тот путь. Но в конце концов находит угощение в западной части лабиринта. На второй и третий раз мышь все равно задерживается на перекрестке, но гораздо чаще выбирает поворот налево и достигает цели. Неврологи повторяли эксперимент снова и снова, неизменно сажая мышь в южный отсек и помещая угощение в западный. В итоге поведение мыши изменилось: она перестала останавливаться на перекрестке – без всяких сомнений бежала вперед, а потом поворачивала налево. Этот маршрут стал привычным, как это бывает у всех тех, кто изо дня в день добирается до работы одним и тем же путем.
Светофор в Хантсвилле усовершенствовали в расчете на то, что водители заметят изменения и тут же приспособятся к ним. Но этого не произошло. Многие автовладельцы не заметили перемен из-за многолетней привычки поворачивать на этом перекрестке. Аналогичный эффект можно наблюдать и тогда, когда рабочий день предстоит начать не в офисе, а в другой точке города.
Что же происходит с мышами, когда им приходится приспосабливаться к новым условиям, скажем менять привычный маршрут?
После того как мышь научилась продвигаться от южного сектора к западному, условия поменялись: теперь мышь начинала свой путь с северной части лабиринта. Угощение ученые так и оставили в западном отсеке. Однако для того, чтобы до него добраться, мыши требовался новый маршрут, с поворотом направо, а не налево. Здесь есть два варианта развития событий. В том случае, если привычка полностью захватила контроль над ориентированием, мышь повернет налево и обнаружит, что забрела в тупик, где совсем нечем полакомиться. Она будет следовать привычным маршрутом, как поглощенный своими мыслями водитель. Если же привычка не скажется на поведении мыши, то испытуемая остановится на перекрестке, оценит обстановку и повернет направо, к угощению. Вот с чего все началось:
Оказавшись в северной части лабиринта, мышь, привыкшая начинать свой путь с южного сектора, идет до перекрестка, сворачивает налево и движется прямиком в тупик. Она совершает ту же ошибку, что и занятый своими мыслями водитель, потому что привычка полностью контролирует ее поведение. Мышь приучилась бездумно сворачивать налево и следует своей привычке.
Далее ученые повторили эксперимент: на этот раз они посадили в лабиринт мышь, которая не привыкла перемещаться из южного сектора. Теоретически такая мышь не должна повернуть налево на перекрестке – ведь у нее нет соответствующей привычки. Нетренированная мышь перебежала от северной части к центру, остановилась, покрутила головой, безошибочно выбрала поворот направо и устремилась на запад к желанному лакомству.
Судя по всему, поведение испытуемых грызунов обуславливается либо наличием привычки, либо ее отсутствием. Но как нам убедиться, что все дело именно в привычке?
Неврологи выяснили, что центр привычек базируется в глубине мозга, в области, называемой стриатум или полосатое тело. Чем больше мышь тренируется, тем сильнее становится активность на внешней стороне стриатума. В то же время ослабевает активность внутри стриатума и в гиппокампе (в центре формирования памяти), что, как считают ученые, существенно влияет на необусловленное привычкой поведение. Если мы достоверно знаем, в какой части мозга рождаются наши привычки, то мы теоретически можем приостановить работу этой области, тем самым помешав привычке закрепиться.
В нейробиологии существует особая техника исследования, при которой испытуемому при помощи особого химического вещества или электрического тока ненадолго деактивируют одну из областей мозга. Что будет, если приостановить работу внешней стороны стриатума мышиного мозга, тем самым выключив центр привычек, а затем посадить грызуна в северный угол? Ответ: мышь выберет верный поворот! При деактивации центра привычек мышь не может больше перемещаться по лабиринту на автопилоте и свернуть налево, в тупик. Ей приходится останавливаться на перекрестке, смотреть по сторонам и идти к западному углу, где она в итоге обнаруживает лакомство.
Система привычки срабатывает быстрее системы непривычки. Мышь не останавливается на перекрестке, она машинально сворачивает налево. Путь на работу укорачивается, когда не приходится напряженно следить за дорожными ориентирами. Однако эта система порой допускает ошибки, например в случае, когда мышь начинает движение с северного угла или когда вам нужно выступать с презентацией в непривычном месте. Система непривычки же дает мыши возможность обдумать новые условия и приспособиться к ним.
Две эти параллельные системы совместно контролируют наши действия. В зависимости от того, какая из систем более активна, меняется наше поведение. В теории возможна и одновременная работа: пока система привычки руководит нашими маневрами на дороге, система непривычки говорит по телефону.
