Уровень дофамина и способность учиться на своих ошибках

Источник: beloveshkin.com 33240

Рейтинг: 0.0 из 5
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0

Экология жизни. Здоровье: Дофаминовая и префронтальная системы тесно связаны между собой. Поэтому неудивительно, что дофамин играет важную роль в процессах запоминания. Мы обожаем искать взаимосвязи между событиями и это неудивительно – это человеческое свойство помогало выжить нашим предкам.

Каждый из нас сталкивался с такой же проблемой, когда нам сложно признавать собственные ошибки, сложно учиться на ошибках, поэтому вы постоянно наступаете на одни и те же грабли.

Способность учиться на собственном опыте — полезнейшая адаптация, позволяющая людям и животным менять свое поведение в зависимости от обстоятельств. Полностью врожденные, не зависящие от обучения поведенческие реакции хороши только в том случае, если одно и то же решение в какой-то стандартной ситуации всегда является оптимальным.

Дофаминовая и префронтальная системы тесно связаны между собой. Поэтому неудивительно, что дофамин играет важную роль в процессах запоминания. Мы обожаем искать взаимосвязи между событиями и это неудивительно – это человеческое свойство помогало выжить нашим предкам.

Дофаминовые нейроны запрограммированы искать причинно-следственные связи, но иногда они находят последовательность там, где ее на самом деле нет. У нас может возникать два типа ошибок: ошибка первого рода - ложное срабатывание (при избытке дофамина) и ошибка второго рода - пропуск события (при недостатке дофамина).

Дофаминовые наркоманы и пациенты с болезнью Паркинсона, которые сидят на дофаминовых агонистах, часто становятся заядлыми игроками (или одержимыми какой-то идеей). Их мозг думает, что нашел формулу выигрыша, дофамин зашкаливает, деньги тают. Это ошибка первого типа - ложное срабатывание. Или, например, человек переедает и стремительно набирает вес. Когда ему говорят, что нужно меньше есть, он только кивает, но продолжает есть. Почему? Это ошибка второго рода - пропуск события, человек не учится на своем опыте, такие ошибки типичны для низкого уровня дофамина.

©Kate MacDowell

Дофамин и способность учиться на опыте: дофаминовый кнут.

В 70-х гг. исследования и обширный анализ физиологической роли нигростриатной дофаминергической системы показал, что управление психомоторными процессами на уровне стриатума увязывается теснейшим образом с обменом дофамина. Были получены данные, указывающие на существенную роль в мозговой деятельности восходящих мезокортикальных дофаминергических проекций.

Согласно общепринятой на данный момент точке зрения, мезокортикальная и мезолимбическая системы вовлечены в механизмы памяти и обучения. Префронтальная кора обрабатывает информацию по принципу «сигнал-шум», подавляя шум и усиливая сигнал и в этом ей помогает дофамин (выделяя главное с помощью эмоций). Дофамин изменяет соотношение сигнал/шум в воспринимаемой информации. То есть то, насколько мы точны в определении образов.

Если вы ошибаетесь, то уровень дофамина падает. И это падение заставляет вас почувствовать себя хуже и взяться за исправление ситуации. Если дофамин после ошибки не упал, то эта ошибка вас ничему не научит. Говоря иначе, при высокой чувствительностью к дофамину, при снижении его выделения самочувствие человека резко снизится, что заставит в будущем избегать аналогичных проблем или, говоря проще, он постоянно учится на своих ошибках. Если рецепторы дофамины обладают низкой чувствительностью, то его самочувствие снизиться значительно меньше и обучения не произойдет (мол, ну ошибся - ничего страшного! будь позитивнее! =)).

Ученые уверены, что при низкой концентрации дофамина (чувствительности рецепторов) люди существенно хуже могут использовать опыт своих ошибок и редко делают правильные выводы. Передняя поясничная кора (ППК), задействована в определении ошибок. ППК помогает обеспечивать связь между тем, что мы знаем, и тем, что чувствуем. Она также помогает запоминать, чему дофаминовые клетки только что обучились, чтобы быстро адаптировать ожидания к новым условиям.

Вентральная область покрышки (ventral tegmental area, VTA) — ключевой компонент «системы вознаграждения» (также известной как «система внутреннего подкрепления») в мозге млекопитающих. Примерно 55–65% нейронов VTA — это дофаминовые (дофаминэргические) нейроны, передающие сигналы другим нейронам при помощи нейромедиатора дофамина. Дофамин играет в мозге роль «вещества удовольствия».

Дофаминовые сигналы из VTA поступают в префронтальную кору, где происходят сознательные психические процессы, в гиппокамп, управляющий запоминанием (это может быть связано с обучением на положительном опыте), в прилежащее ядро (nucleus accumbens), которое можно назвать «главным центром удовольствия» и которое отвечает за мотивацию, привязанности и зависимости, а также в другие «эмоциональные» отделы мозга, такие как миндалина (amygdala).

Дофаминовые нейроны VTA активируются в ответ на положительные стимулы (информацию о которых они получают от других отделов мозга, в том числе от коры), а также на условные стимулы, предвещающие награду. Например, если животное знает, что после звукового сигнала ему дают что-нибудь вкусненькое, дофаминовые нейроны VTA будут возбуждаться в ответ на звуковой сигнал.

Сама же награда («безусловный стимул») активирует их в зависимости от своей предсказуемости: неожиданная награда вызывает сильную активацию, но если животное точно знает, что угощение всегда появляется после звонка, то нейроны энергично ответят только на звонок, а на саму награду отреагируют слабее или не отреагируют вовсе.

Ну а если после звонка положенная награда не появится, активность дофаминовых нейронов VTA отобразит разочарование, опустившись ниже базового («спокойного») уровня (ошибка, дофаминовый кнут). Если мы ошибаемся, то мозг не получает дофамина, «щекочущего» центры удовольствия, что у большинства людей запускает механизм активации D2-рецепторов и принуждает не совершать подобных действий. Более того – записывает информацию об ошибке в память надежно.

Таким образом, работа этих нейронов кодирует не хорошие новости как таковые, а, скорее, степень их соответствия ожиданиям, «ошибку предсказания награды» (reward prediction error, RPE). Этот механизм мешает нам радоваться привычным, стандартным достижениям — но не мешает огорчаться, когда ожидаемая награда вдруг ускользает из рук.

Ошибки двух видов и уровень дофамина.

Как мы уже обсуждали, наш мозг обожает искать причинно-следственные связи. Этот процесс называется "стереотипированием", это тенденция искать закономерности везде - и там, где они есть, и в бессмысленном шуме В процессе этого поиска может возникать два типа ошибок: ошибка первого рода - ложное срабатывание и ошибка второго рода - пропуск события.

Ошибка первого рода - ложное срабатывание. Это когда мы считаем, что паттерн существует, когда на самом деле это не так. Сюда относятся разные суеверия, иллюзии и самообман. Человек с завышенным дофамином видит заговоры везде, ему мерещатся разные идеи и иллюзии. Слишком возбужденный человек может видеть образы везде. Каждый раз, когда на него кто-то смотрит, ему кажется что люди пялятся. Кажется, что люди его обсуждают. И если он заходит слишком далеко в это, то его просто называют сумасшедшим.

И ошибка второго рода - пропуск события. Ошибка второго рода - это отрицание реального существующего паттерна. Это когда вы делаете что-то не так, например, переедаете, но ваш эмоциональный мозг не может принять это за причину вашего избыточного веса. Увеличение числа ошибок второго рода происходит при сниженном уровне дофамина. Дофамин изменяет соотношение сигнал/шум в воспринимаемой информации. То есть то, насколько мы точны в определении образов. Если его уровень слишком низок, то вы скорее всего будете делать много ошибок второго рода. Будете пропускать настоящие соответствия. Вы не хотите быть слишком скептичными. Если же вы чересчур скептичны, то вы упустите по-настоящему хорошие идеи.

Штука в том, что стереотипирование происходит только когда цена совершения ошибки первого рода меньше цены совершения ошибки второго рода. Определение паттерна поведения - оценка разницы между ошибкой первого и второго рода - это крайне сложная задача особенно, когда решение должно занимать мгновения, в ситуациях, в которых решается вопрос жизни и смерти. Люди эволюционировали на склонность верить, на тех, чей мозг усиленно ищет соответствия, на то, чтоб всегда находить соответствия и ассоциировать их с какими-то захватническими или умышленными действиями с другой стороны (любители заговора)

Ошибка первого типа.

Ошибка первого рода - ложное срабатывание. Это когда мы считаем, что паттерн существует, когда на самом деле это не так. Сюда относятся разные суеверия, иллюзии и самообман. При повышенном уровне дофамина человек часто ошибается, наделяя событие способностью к действию. Это тенденция наделять образы не только значением, но и способностью к направленному действию. Такая ошибка часто применяется к незримым высшим сущностям и ложному пониманию действительности.

По другому этот процесс можно назвать наделением способностью к действию, как будто событие, предмет или человек действуют, имея некую свою цель. Это называется: интенциональная установка (intentional stance) — мы рассматриваем действия других людей и свои собственные, как если бы они имели цель, направленность, поскольку это помогает на интерпретировать их.

Аналогичным образом мы можем принимать интенциональную позицию в отношении животных или неживых объектов (машина меня ненавидит). Это не единственная позиция, которую мы можем занимать. Design stance (“проектная” позиция) — топор сделан для того, чтобы рубить. Physical stance (физикалистская установка) — рассматриваем объект как подчиняющийся законам физики. Ни одна из них не является более правильной или менее правильной.

Интенциональная установка – это такая стратегия интерпретации поведения объекта (человека, животного, артефакта, чего угодно), когда его воспринимают так, как если бы он был рациональным агентом, который при «выборе» «действия» руководствуется своими «верованиями» и «желаниями».

Эти термины в кавычках (примененные здесь с натяжкой) позаимствованы из того, что обычно называют «народной психологией», т.е. из повседневного психологического дискурса, в котором мы участвуем, обсуждая психическую жизнь наших собратьев-людей. Интенциональная установка – это позиция или точка зрения, которую мы обычно занимаем по отношению к друг другу, так что выбор интенциональной установки по отношению к чему-то иному представляется сознательной антропоморфизацией.

Допустим, мы применяем эту установку к будильнику. Будильник является моим слугой; если я приказываю ему меня разбудить, давая понять, в какое время это нужно сделать, я могу полагаться на присущую ему способностьчувствовать, когда это время наступило, и ответственно выполнять обещанное действие.

Как только он сочтет, что сейчас время для звонка, у него будет «мотив», благодаря моим предыдущим указаниям, действовать соответствующим образом. Без сомнения, будильник так прост, что нам не нужен, строго говоря, этот причудливый антропоморфизм для понимания того, почему он делает то, что делает, но заметьте, что именно так мы можем объяснить ребенку, как обращаться с будильником: «Ты говоришь ему, когда ты хочешь, чтобы он тебя разбудил, он запоминает это и будит тебя громким звонком».

Выбор интенциональной установки более полезен, – по сути, почти обязателен, – когда рассматриваемый артефакт намного сложнее будильника. Конечно, на бытовом уровне такая установка облегчает понимание, но в крайних случаях порождает множество ошибок.

Примеры ошибок первого типа: заговоры, приметы, религия и др. На бытовом уровне: машина специально сломалась, чтобы позлить меня, он специально сделал мне хуже. Отсюда же идут разные теории заговоров и пустые иллюзорные мечты про некий смысл жизни, про волшебника на вертолете, правительство, которое нас спасет, инопланетян и так далее. При завышенном уровне дофамина человек впадает в иллюзии и делает много ошибок первого типа.

Стоит отметить, что у людей чувства неуверенности и неуправляемости поощряет видеть иллюзорные соответствия (самообман). Люди, которых помещают в условия, где они чувствуют что не управляют ситуацией, скорее всего увидят что-то и здесь, где ничего упорядоченного нет. Другими словами, склонность находить эти соответствия увеличивается при неподконтрольных для человека ситуациях.

Например, общеизвестно, что бейсболисты ведут себя "суеверно" когда они подают и такое поведение слабеет когда игрок в поле. Потому что полевые игроки результативны в 90-95 процентах времени. А лучшие отбивающие промахиваются семь раз из десяти. Так что вся их стереотипированность и суеверность возникает в неподконтрольных ситуациях и других подобных случаях.

Те, кто не учатся на ошибках (ошибки второго типа)

Новое исследование позволило выявить генетическую мутацию, которая обрекает ее несчастных обладателей на новое и новое повторение печального опыта. Это генетическое отклонение приводит к снижению количества рецепторов типа D2, которые должны активироваться в случаях, когда в тканях мозга резко понижается содержание дофамина. У носителей этой мутации количество дофаминовых рецепторов D2 понижено примерно на 30%. Существует взаимосвязь между плотностью рецепторов D2 в базальных ганглиях и обучением. Эволюционно старая часть базальных ганглиев - лимбический стриатум - вовлечена в неявное обучение.

Известно, что люди, у которых на поверхности клеток мозга понижено число дофаминовых рецепторов определенного типа (D2), чаще становятся алкоголиками и наркоманами. Считалось, что это связано с недостатком положительных эмоций. Германские ученые обнаружили, что возможен и иной механизм связи. Оказалось, что люди — носители мутации, снижающей число рецепторов D2 на поверхности нейронов, обладают пониженной способностью учиться на собственных ошибках.

Например, известно, что мутации, ведущие к уменьшению количества дофаминовых рецепторов второго типа (D2) в определенных участках мозга, приводят к импульсивному поведению и повышают риск развития наркотической или алкогольной зависимости. Кроме того, люди с пониженным количеством рецепторов D2 чаще страдают ожирением (так как склонны к обжорству), чаще становятся рабами других вредных или опасных привычек (таких, например, как страсть к азартным играм). Необходимо помнить, что речь идет вовсе не о жесткой генетической предопределенности того или иного типа поведения, а всего лишь о некоторой тенденции.

Германские нейробиологи предположили, что, возможно, недостаток дофаминовых рецепторов снижает способность людей учиться на собственных ошибках, то есть делать правильные выводы из негативного опыта и не повторять поступков, которые привели к дурным последствиям.

В целом полученные результаты говорят о том, что нормальная работа дофаминовых систем головного мозга необходима для того, чтобы человек мог эффективно учиться на своих ошибках. Нарушение работы дофаминовых нейронов (например, из-за недостатка дофаминовых рецепторов, как у носителей аллеля А1) может приводить к игнорированию негативного опыта. Человек попросту перестает реагировать на отрицательные последствия своих поступков и поэтому может раз за разом наступать на те же грабли.

Эти исследования должны проявить, каким образом мозг программирует пагубное пристрастие, вредные привычки и непреодолимую тягу к тем или иным поступкам, о которых в последствии приходится жалеть. Мозг людей, страдающих привязанностью к наркотикам и алкоголю, игнорирует механизм обучения на ошибках. Он получает лишь импульсы в центры удовольствия, связанные с наркотической эйфорией или выигрышем за карточным столом, однако не способен воспринять и негативные последствия.

«Мой опыт – дитя ошибок трудных»

Хорошо работающая дофаминовая система – это и есть мудрость, в отличие от «интеллектуальности». Сознательный мозг (префронтальная кора) несведущ о своих собственных основах и слеп ко всей нервной деятельности, происходящей за пределами префронтальной коры. Поэтому так важны нам эмоции: это внутренние представления обо всей той информации, которую мы обрабатываем, но не осознаем (не попадает в префронтальную кору по разным причинам).

На протяжении большей части человеческой истории значение эмоций недооценивалось, потому что их было сложно анализировать — у них не было причин, оправданий или объяснений. Благодаря инструментам современной нейробиологии, мы смогли увидеть, что у эмоций есть своя собственная логика. Колебания дофамина помогают следить за реальностью, предупреждая нас обо всех неявных шаблонах, которые мы не в состоянии сознательно обнаружить.

Дофаминовая эмоциональная система, этот мозг особенно полезен, когда мы принимаем сложные решения. Его огромная вычислительная мощность — способность одновременно обрабатывать миллионы единиц информации — гарантирует, что при оценке разных вариантов вы сможете проанализировать все релевантные данные. Загадки расчленяются на более простые элементы, которыми легче оперировать, а затем они переводятся в практичные чувства.

Эти эмоции так разумны потому что мы научились извлекать опыт из наших ошибок. Вы постоянно извлекаете пользу из своего опыта, даже если вы сознательно не отдаете себе в этом отчета. Неважно, в чем вы специализируетесь, мозг всегда учится одним и тем же способом, накапливая мудрость через ошибки. Этот кропотливый процесс нельзя сократить или оптимизировать: чтобы стать экспертом, требуются время и практика.

Однако как только вы приобрели определенный опыт в какой-то области, совершив необходимые для этого ошибки, важно начать доверять своим эмоциям в процессе принятия решений в этой области. В конце концов, именно чувства (дофаминовая система), а не префронтальная кора, овладевают мудростью опыта. Эти тонкие сигналы, которые мы получаем от мозга, свидетельствуют о том, что наш мозг научился понимать данную ситуацию. Он научился анализировать практические аспекты окружающего мира таким образом,что вы понимаете, что нужно делать. Чрезмерно анализируя эти экспертные решения («мудрствуя лукаво»), вы парализуете свои способности к действию.

Это вовсе не означает, что следует всегда доверять эмоциональному мышлению. Иногда оно бывает импульсивно и близоруко. Иногда оно может быть чрезмерно чувствительно к шаблонам и стереотипам (именно поэтому люди теряют так много денег на игровых автоматах). Однако всегда полезно принимать свои эмоции во внимание: думать о том, почему вы чувствуете то, что чувствуете. Другими словами, ведите себя как маркетолог, внимательно анализирующий реакции фокус-группы. Даже если вы решили проигнорировать свои эмоции, они все равно остаются ценным источником данных.

Дофамин и питание.

Так, например существует снижение активность D2-рецепторов у пациентов с ожирением. Аналогичные изменения передачи сигнала допамина отмечены у наркозависимых лиц. В исследованиях на крысах подтвердилась схожесть компульсивного переедания с действием наркотических веществ на допаминергическую передачу в головном мозге. Установлена отрицательная обратная связь массы тела и количества D2-рецепторов гипоталамуса у крыс.

Поскольку дофамин отвечает за мотивацию и вознаграждение, потребление вкусной пищи вызывает его выброс из нейронов в гипоталамусе у человека и животных. Субъективная оценка сытности пищи коррелирует с концентрацией дофамина. Установлено, что некоторые составляющие пищи (например, сахар, кукурузное масло) в большей степени, по сравнению с другими продуктами питания, стимулируют его высвобождение.

По данным G.-W. Wang, кормление крыс сахаросодержащими жидкостями вызывало увеличение концентрации дофамина, сходное с его значениями у животных, зависимых от наркотиков. Исторические аспекты этого я разбирал в статье про чревоугодие (и почему чревоугодие – это исторически смертный грех).

Переедание, стимуляция себя едой приводит к нарушению дофаминовой системы даже в отсутствии любой генетической предрасположенности. Установлена роль развития ожирения при нарушениях дофаминового транспортера (ДТ), который переносит дофамин и играет важную роль в его поддержании. Установлено, что инсулин влияет на его функционирование.

Инсулиновые рецепторы экспрессируются на дофаминовых нейронах в вентральной покрышечной области гипоталамуса. Увеличенные концентрации инсулина снижают значения дофамина в вентральной покрышечной области гипоталамуса путем уменьшения уровней селективного ингибитора ДТ. Отмечена отрицательная взаимосвязь показателей ДТ и ИМТ. Выявлено, что уровни ДТ были меньше у мышей, находящихся на высококалорийной диете. По данным N. Speed, у крыс с алиментарным ожирением обнаружено уменьшение обратного захвата дофамина.

Выявлено дозозависимое снижение обратного захвата дофамина у крыс при потреблении пищи, содержащей большое количество жира. Установлено действие жирной пищи на ДТ даже при отсутствии ожирения.

Заключение.

Большая опастность дофаминового истощения в том, что снижение уровня дофамина приводит к тому, что мы перестаем учится на своих ошибках. Формально, мы можем признать, что поступаем неверно (префронтальная кора), но признание этого не приведет к изменению нашего поведения. Восстановление чувствительности дофаминовых нейронов – это важный компонент работы над собой. Ведь если вы не можете извлечь опыт из своих действий, то какой смысл что-либо делать? Вы обречены наступать постоянно на одни и те же грабли.

Уничтожить свои рецепторы очень просто, более того, с возрастом уменьшается количество и плотность дофаминовых D2-рецепторов стриатума, поэтому пожилые и старики делают одно и тоже, не учась на своих ошибках. Именно рецептор D2 восстанавливается хуже всех. Поэтому любые зависимости и наркотики приводят к снижению дофаминовых D2-рецепторов.

Есть и еще ряд факторов: например, недосыпание. Вы обращали внимание, что если мы сами по себе долго не спим, то скоро начинаем ощущать последствия: у нас рассеивается внимание, нас может бросать то в жар, то в холод, мы можем совершать странные поступки, говорить странные вещи...

В статье, опубликованной в Journal of Neuroscience, авторы пишут, что недостаток сна приводил к резкому уменьшению рецепторов дофамина. Но это никак не было связано с изменениями уровня нейромедиатора. Исследователи пробовали стимулировать выброс дофамина с помощью риталина.

Это Вам будет интересно:

Интересные факты о недыхательных функциях дыхательной системы

Миома - от обиды, киста - от ревности

Уровень дофамина поднимался, но никакой разницы у спавших и не спавших не было. То же самое наблюдалось с лабораторными крысами, у которых уровень нейромедиатора и его рецептора измеряли напрямую: увеличенное время бодрствования снижало уровень рецептора, но не сказывалось на содержании дофамина.

Антипсихотические препараты, вызывающие вялость и сонливость, как раз блокируют дофаминовый рецептор D2. Более того, уменьшение содержания D2 отмечалось при недосыпании. То есть напрашивается вывод: чем дольше мы бодрствуем, тем больше у нас образуется дофамина и меньше — его рецептора. Противоречия тут нет. Биохимики давно знают, что если перестимулировать рецептор, обрушить на клетку водопад молекул-раздражителей, то число рецепторных молекул резко уменьшится: они уйдут с мембраны, делая её менее чувствительной.опубликовано econet.ru

Автор: Андрей Беловешкин