Группа исследователей из Университета Нагои изучила, как мозг решает, стоит ли награда затраченных усилий. Работа опубликована в журнале PNAS. В центре внимания оказались орексиновые нейроны - небольшая, но влиятельная группа клеток, расположенных в глубине гипоталамуса, отдела мозга, который отвечает за базовые функции выживания: температуру тела, жажду, усталость.

Изначально эти нейроны изучали в связи со сном, бодрствованием и аппетитом. Однако накапливается всё больше данных, что они участвуют и в мотивации - внутреннем психологическом импульсе, который запускает и поддерживает наши действия ради цели.

Чтобы разобраться в механизме, учёные создали генетически модифицированных крыс, у которых можно было наблюдать и управлять активностью орексиновых нейронов. Голодных крыс учили касаться экрана, чтобы получить маленький кусочек еды. Силу мотивации измеряли с помощью теста с прогрессивным соотношением: за каждую следующую порцию еды нужно было нажимать на экран всё больше раз. Тест продолжался, пока животное не сдавалось, - эта точка "срыва" показывала максимальную готовность работать.

Когда исследователи искусственно активировали орексиновые нейроны с помощью химического метода (химогенетики), крысы начинали нажимать на экран заметно дольше, чем обычно. Это говорило о росте мотивации.

Затем с помощью метода волоконной фотометрии учёные в реальном времени следили за естественной активностью этих клеток. Когда нейрон срабатывает, в него поступает кальций, и по этим сигналам можно судить о работе клетки. Оказалось, что активность орексиновых нейронов резко возрастала в момент, когда крыса ждала награду, и падала, как только она получала и съедала еду. Чем сложнее была задача, тем сильнее был сигнал.

Если ожидаемую еду не давали, активность нейронов оставалась повышенной. Похоже, клетки поддерживают состояние ожидания или стресса, когда предсказанная цель не достигнута.

Чтобы проверить, связано ли это напрямую с целенаправленным действием, применили оптогенетику - метод, при котором вспышки света включают или выключают конкретные клетки мозга. Когда сразу после последнего нажатия учёные на короткое время "выключали" орексиновые нейроны, крысы выполняли задание медленнее. Это указывает на то, что их стремление к награде было нарушено.

"Наши результаты позволяют предположить, что орексиновые нейроны - часть более широкой системы мозга, которая помогает превращать ожидание награды в мотивированное действие, - пояснил автор работы Хироюки Мизогути. - Мотивация зависит не только от орексина, но эти нейроны могут помогать мозгу решать, стоит ли награда усилий".

Важно понимать: речь идёт о статистической связи между активностью нейронов и поведением, а не о доказанной причине. Авторы подчёркивают, что связь между работой орексиновых нейронов и мотивированным поведением не прямолинейна и может зависеть от условий эксперимента.

Кроме того, в исследовании использовалась только еда в качестве награды, поэтому неизвестно, действуют ли эти клетки так же при социальных контактах, спаривании или избегании опасности. Световое воздействие затрагивало сразу всю популяцию орексиновых нейронов, хотя в гипоталамусе есть разные их подгруппы. Также искусственная стимуляция не всегда надёжно повышала мотивацию - возможно, потому что голодные крысы и без того работали на пределе.

Наконец, это базовое исследование на крысах, и не все выводы можно переносить на людей. Долгосрочная цель учёных - понять, как регулируется активность орексиновых нейронов и какие сигналы они передают дальше. По словам Мизогути, трудности с поддержанием мотивации имеют серьёзные социальные и медицинские последствия, и авторы надеются, что их работа поможет лучше понять состояния, связанные со сниженной мотивацией.

Источник: PsyPost