Наука о судьбе. Почему ваше будущее более предсказуемое, чем вы думаете

Но это еще не все. Разумеется, я покупаю пироги не каждый день. В целом я довольно постоянна в своих пищевых предпочтениях, но иногда мне хочется разнообразия. Кроме того, все люди ведут себя по-разному. Например, некоторые без труда отказываются от соленых и острых блюд, но не могут устоять перед кусочком торта. Кажется очевидным, что конкретно вы считаете определенные продукты вкуснее других, но когда вы задумываетесь о причинах этого, то можно увидеть то значительное влияние, которое оказывается и на отдельных людей, и на все общество.

Капуста или пончики: как мы делаем выбор

Чтобы понять, как и почему мы выбираем ту или иную пищу и зачем мы вообще это делаем, нужно разобраться, как в мозге возникают мысли и решения, то есть как в целом формируется сознание. Еще 100 лет назад эксперименты показали, что оно генерируется за счет непрерывной передачи вдоль нейронов высокоскоростных электрических импульсов с помощью химических нейротрансмиттеров, которые создают мостики между синапсами и активируют следующие нейроны в цепочке. Человеческий мозг, как и центральная нервная система представителей всех земных биологических видов, представляет собой электрохимическую микросхему. Звучит просто и понятно, но с учетом масштаба и числа задействованных контуров все становится намного сложнее, чем кажется на первый взгляд.

До недавнего времени ученые имели весьма скромные представления о том, как миллиарды стремительно передаваемых электрических сигналов обеспечивают такие функции, как способность принимать решения, испытывать эмоции и создавать воспоминания. Однако последние технологические достижения позволили наблюдать за этими сложнейшими процессами в живых организмах.

Ключевую роль в развитии этих технологий сыграла генная инженерия. Благодаря ей мы научились маркировать отдельные строительные блоки мозга – нейроны. Еще одним весомым вкладом стало изобретение сложных микроскопов с высоким разрешением. В комплексе все это позволяет составить карту контуров мозга, вовлеченных в определенные типы поведения.

Чаще всего исследования проводятся на таких простых организмах, как дрозофилы, мыши и черви. Несмотря на размер, они подробно отображают работу нашего мозга, так как строение этого органа и систем жизнеобеспечения удивительно схожи у большинства биологических видов. Любой мозг, простой или сложный, использует нейроны в качестве строительных блоков, и все представители царства животных применяют практически идентичную систему электрохимической связи (поэтому, если взять дефектный ген у человека с болезнью Паркинсона и поместить его в геном мыши, у нее возникнет тремор, напоминающий проявления этого заболевания у людей). Понятно, что мышь и человек – не одно и то же. Однако можно перенести на людей результаты экспериментов на более простых организмах и объединить их вместе с открытиями в других науках, чтобы понять, как генерируется поведение и как обратить эти знания на пользу всему обществу и отдельным людям.

Генная инженерия позволила создать мышь Брэйнбоу[16] – революционную технологию, которая позволяет увидеть формирование поведения на нейронном уровне. Мышь Брэйнбоу – генно-модифицированный организм, созданный в 2007 году профессором клеточной и молекулярной биологии Джеффом У. Лихтманом из Гарвардского университета. Такое броское имя она получила из-за того, что ее мозг светился всеми цветами радуги (я говорю «она», но подразумеваю «они», поскольку с 2007 года сменились уже сотни поколений мышей Брэйн– боу).

Изначально в нервные клетки грызуна внедряли ген медуз, которые светятся флуоресцентным зеленым светом, чтобы отпугивать хищников. Ученые модифицировали его так, чтобы он был выражен всегда, клонировали и ввели в мозг мыши Брэйнбоу. Такая маркировка отдельных нейронов позволила рассматривать их обособленно от других клеток и видеть всю сложную картину связей в мозге. Это сразу помогло построить анатомическую карту мозга и использовать беспрецедентные методы исследования. В результате были собраны обширные материалы для новой области коннектомики: создания картины коннектома и проводящих путей, служащих основой мышления. Так Лихтман смог описать электрическую схему работающего мозга.

Благодаря этому и другим методам, например оптогенетике (ее нам еще предстоит обсудить), углубилось наше понимание того, как конкретные системы в мозге заставляют нас испытывать те или иные чувства, например мотивацию и вознаграждение. Итак, что именно делает система вознаграждения (гедонические пути)? Как она эволюционировала и как связана с нашим выбором пищи?