О важности чувств
Нейробиолог Антонио Дамасио объясняет как из чувств и эмоций зарождается разум.
Джейсон Понтин 17 июня 2014
Десятилетиями биологи считали эмоции и чувства неинтересными для изучения. Но Антонио Дамасио продемонстрировал, что они занимают центральное место в процессах, регулирующих жизнь почти всех живых существ.
Существенное понимание Дамасио заключается в том, что чувства - это «ментальные переживания состояний тела», которые возникают, когда мозг интерпретирует эмоции, а тем самым физические состояния, возникающие в результате реакции организма на внешние раздражители. (Порядок таких событий: мне угрожают, страх и ужас.) Он предположил, что сознание, будь то примитивное «основное сознание» животных или «расширенное» самоосознание людей, требует автобиографической памяти, которая возникает из эмоций и чувств.
Его понимание, появившееся еще в начале 1990-х годов, было основано на клинических исследованиях поражений головного мозга у пациентов, неспособных принимать правильные решения, потому что их эмоциональная сфера были нарушена, но способность рассуждать не была затронута - исследования стали возможными благодаря нейроанатомическим исследованиям его жены и соавтора, Ханны Дамасио. Их работа всегда зависела от достижений в области технологий. Совсем недавно такие инструменты, как функциональная нейровизуализация, которая измеряет взаимосвязь между психическими процессами и деятельностью в частях мозга, дополнила методы нейроанатомии, которые использует Дамасио.
Профессор нейробиологии в Университете Южной Калифорнии Дамасио написал четыре хитрые книги, которые объясняют его исследования широкой аудитории и связывают его открытия с непреходящими интересами философии. Он считает, что нейробиологические исследования имеют четкую философскую цель: «Голос ученого не обязательно должен быть простой записью жизни, какой она есть», - писал он в книге о Декарте. «Если бы мы только этого захотели, более глубокое знание мозга и ума помогло бы нам достичь ... счастья».
Антонио Дамасио беседовал с Джейсоном Понтином, главным редактором MIT Technology Review.
Когда вы были молодым ученым в конце 1970-х годов, эмоции не считались правильной сферой исследования.
Нам говорили очень часто: «Ну, ты пропадешь, исчезнешь, потому что абсолютно ничего не происходит». Нас жалели за плохой выбор.
Как так?
Уильям Джеймс энергично и разумно занимался эмоциями. Но его идеи [главным образом, что эмоции - это отображение в мозга телесных состояний, идеи, которые оживил и экспериментально подтвердил Дамасио] привели к огромным спорам в начале 20-го века, которые не закончились ничем. Почему-то у исследователей было ощущение, что эмоции в конце концов не будут достаточно различимы, потому что у животных тоже есть эмоции. Но чего у животных нет, говорили исследователи, так это это языка, разума, творчества, поэтому давайте изучим это, подумали они. И на самом деле, правда, что у большинства существ на поверхности земли есть что-то, что можно назвать эмоцией, и то, что можно назвать чувством. Но это не значит, что мы, люди, не используем эмоций и чувств особыми способами.
Потому что у нас есть самоосознание?
Да. Что характерно для людей, так это то, что мы используем фундаментальные процессы гомеостаза, которые включают такие вещи, как эмоции и чувства, но мы связываем их с познавательными процессами таким образом, что создаем вокруг нас совершенно новый мир.
Что заставило вас так заинтересоваться эмоциями, как областью исследований?
Что-то понравилось мне из-за моего интереса к литературе и музыке. Это был способ объединить то, что было важно для меня с тем, что, как я думал, будет иметь важное значение с научной точки зрения.
Что вы узнали?
Существуют определенные программы действий, которые, очевидно, изначально установлены в наших органах и в нашем мозгу, чтобы мы могли выжить, расцвести, размножаться и, в конце концов, умереть. Это мир жизненного регулирования - гомеостаза, который меня так интересует, и он охватывает широкий спектр состояний тела. Существует программа действий жажды, которая заставляет вас искать воду, когда вы обезвожены, а также программа действий страха, когда вам угрожают. Как только программа действий развернута, и мозг имеет возможность отображать то, что произошло в теле, то это приводит к возникновению психического состояния. Во время программы действий страха в моем теле происходит множество вещей, которые меня изменяют и заставляют меня вести себя определенным образом, хочу я того или нет. Поскольку это происходит со мной, у меня есть мысленное представление о состоянии тела, точно также, как мысленное представление о том, что меня пугало.
И из этого «картирования» чего-то, происходящего внутри тела, возникает чувство, которое отличается от эмоций?
В точку. Для меня очень важно отделить эмоции от чувства. Мы должны отделить компонент, который вытекает из действий от компонента, который появляется из-за нашей точки зрения на те действия, которые чувствуют. Любопытно, что это также и то место, где возникает самость, и само сознание. Ум начинается с уровня чувства. Когда у вас есть чувство (даже если вы очень маленькое существо), то у вас начинает появляться и ум и самоосознание.
Но это означало бы, что только существа с полностью сформированным чувством своего ума могли бы иметь полностью сформировавшиеся чувства -
Нет-нет-нет. Я готов дать насекомому с очень маленьким мозгом - при условии, что у него есть возможность представить свои состояния тела - возможность иметь чувства. На самом деле я был бы ошеломлен, обнаружив, что у них нет чувств. Конечно, у мух не хватает интеллекта, использующего эти чувства: основать религиозный орден или развить новую форму искусства или написать стихотворение. Они не могут этого сделать; но мы можем. У людей чувства как-то позволяют нам также творить в ответ на эти чувства.
У других животных есть своего рода отклик на свои чувства?
Я не уверен, что я понял ваш вопрос.
Знают ли собаки, что они чувствуют?
Конечно. Конечно, собаки чувствуют.
Нет, не «Есть ли чувства у собак?» Я имею в виду: мой пес Фердинандо осознает свои чувства? У него есть чувства к его чувствам?
[Думает.] Я не знаю. Сомневаюсь в этом.
Но люди, безусловно, осознают, что они чувствуют.
Да. Мы осознаем наши чувства и осознаем приятность или неприятность, связанные с ними. Послушайте, с какими сильными чувствами мы сталкиваемся каждый день? Желания, аппетиты, голод, жажда, боль - вот основные вещи.
Какая часть структуры цивилизации посвящена контролю этих основных вещей? Спиноза говорит, что политика стремится регулировать такие инстинкты для общего блага.
У нас не было бы музыки, искусства, религии, науки, техники, экономики, политики, справедливости или моральной философии без движущей силы чувств.
Неужели люди эмоционально реагируют предсказуемым способом, независимо от их культуры? Например, все ли слышат западный минор как грустный?
Мы теперь знаем достаточно, чтобы сказать «да» на этот вопрос.
В Институте мозга и творчества [которым Дамасио управляет] мы проводим кросс-культурные исследования эмоций. Сначала мы думали, что мы найдем очень разные модели, особенно что касается социальных эмоций. На самом деле мы этого не видим. Если вы изучаете китайцев, американцев или иранцев, вы получаете очень похожие ответы. Есть много тонкостей и множество способов, в которых определенные стимулы вызывают различные закономерности эмоционального ответа с разной интенсивностью, но присутствие грусти или радости существует с однородностью, которая является сильно и красиво человечной.
Могли ли наши эмоции дополняться имплантатами или какой-либо другой технологией взаимодействия с мозгом?
В той мере, в которой мы сможем понять нейронные процессы, стоящие за любой из этих сложных функций, как только мы это сделаем, возможность вмешательства всегда существует. Конечно, мы постоянно влияем на функции мозга: диетой, алкоголем, лекарствами и наркотиками. Так что дело не в том, что хирургические вмешательства будут какой-то большой новинкой. Что будет новым, так это сделать эти вмешательства чисто, чтобы они были целенаправленными. Нет, более серьезная проблема - это моральные ситуации, которые могут возникнуть.
Зачем?
Потому что это сильно зависит от того, на что направлено такое вмешательство.
Предположим, что вмешательство направлено на возрождение вашей утраченной способности двигать конечностью, или видеть или слышать. Есть ли у меня моральные проблемы по этому поводу? Конечно нет. Но что будет, если влиять на состояниям мозга для изменения принятия решений? Вы входите в царство, которое должно быть зарезервировано только для человека.
Какова была самая полезная технология для понимания биологической основы сознания?
Технологии визуализации внесли весомый вклад. В то же время я мучительно осознаю ограниченность их потенциала.
Если бы вы хотели создать лучшую технологию наблюдения за мозгом, что бы это было?
Я бы не хотел ограничиваться только одним уровнем, потому что я думаю, что самые интересные вещи происходят на нескольких уровнях. Нам нужны новые методы для понимания взаимосвязи уровней. Есть люди, которые провели большую часть своей жизни, изучая системы, что касается моей жены и большинства людей в нашей лаборатории. Мы работали над нейроанатомией и иногда попадали в клетки. Но сейчас мы фактически изучаем состояние функций аксонов [нервных волокон в мозге], и нам отчаянно нужны способы, с помощью которых мы можем масштабироваться от того, что мы обнаружили на все более высоких и высоких уровнях.
Как эта технология будет выглядеть?
Я не знаю. Ее нужно изобрести.
Оригинал https://www.technologyreview.com/s/528151/the-importance-of-feelings/
Видео на ТЕД
OPINION The nature of feelings: evolutionary and neurobiological origins
Article in Nature Reviews Neuroscience · January 2013
DOI: 10.1038/nrn3403 · Source: PubMed
Выдержки из статьи.
The nature of feelings: evolutionary and neurobiological origins
Antonio Damasio and Gil B. Carvalho
Природа чувств: эволюционное и нейробиологическое происхождение
Аннотация | Чувства - это умственные переживания состояний тела. Они означают физиологические потребности (например, голод), травмы тканей например, боль), оптимальную функцию (например, благополучие), угрозы для организма (например, страх или гнев) или специфические социальные взаимодействия (например, сострадание, благодарность или любовь). Чувства составляют важнейший компонент механизмов гомеостазиса, от простых до сложных. Их нейронные основы можно найти на всех уровнях нервной системы, от отдельных нейронов до подкорковых ядер и корковых областей.
Выживание зависит от поддержания физиологии тела в оптимальном диапазоне гомеостазиса. Этот процесс основан на быстром обнаружении потенциально вредных изменения состояния тела и соответствующих корректирующих ответов. Изменения состояния тела вызывают автоматические физиологические реакции, а также умственные переживания - чувства - такие как голод, жажда, боль или страх. Свидетельства предполагают, что изменения состояния тела отображаются топографически в ЦНС (в частности, в верхний мозг и кору головного мозга). Изменения, записанные в этих нейронных картах служат триггерами для физиологической коррекции ответов и для прерывания ответов после исправления отклонений.
Скорее всего, чувства возникли, захватили и мобилизовали такие сложные нейронные механизмы, поскольку непосредственно отображают выгодный или невыгодный характер физиологической ситуации как «ощущаемого опыта», облегчают изучение условий, ответственных за гомеостатические дисбалансы и их
исправление, а также ожидание будущих неблагоприятных или благоприятных условий. В этом смысле чувства обеспечивают дополнительный уровень регулирования поведения.
С эволюционной и онтогенетической перспективы, экспериментальный аспект гомеостатических нейронных отображений также может считатьтся самым низким уровнем ума и сознания. Действительно, имеющиеся доказательства указывают, что филогенетически последние разделы нервной системы, такие как кора головного мозга, способствуют, но не являются существенными для возникновение чувств, которые, вероятно, возникают в более старых разделах, таких как мозговой ствол, предполагая, что чувства доступны не только людям или даже млекопитающим.
Здесь мы описываем вклад нейронов в чувствование, рассматривая их функциональную роль с перспектив эволюции и опираясь на системные данные исследований человека и животных. Мы также считаем, что хотя чувства связаны с центральными процессами системного уровня, они уходят корнями в события, которые происходят на уровне единичных клеток, в частности, в немиелинизированных аксонах, передающих сигналы от гуморальных и висцеральных разделов тела к ядрам в ЦНС.
Некоторые из наиболее острых проблем со здоровьем, с которыми мы сталкиваемся сегодня, такие как депрессия, наркомания и неустранимая боль, сосредоточены на патологии чувств. Выяснение физиологии чувственных состояний обладает исключительной биомедицинской значимостью.
Чувства указывают на физиологические состояния
От древности до наших дней, интроспективный анализ в философском писаний, литературных произведений и научных наблюдений показывает, что описания чувств имеют тенденцию ссылаться на состояния тела [1-5]. Репертуар чувств включает в себя жажду, пищу и кислородный голод (желание дышать), разные виды удовольствия и боли, отвращение, страх, грусть и радость, а также сложные социальные реакции, такие как презрение, стыд, сострадание и восхищение [6-15]. Напротив, опыт, связанный с экстероцептивными чувствами (видение, слух, осязание, вкус и запах) обычно вызывают эмоции и последующие чувства, но не чувства сами по себе (см. врезку 1 про различия между эмоциями и чувствами). Чувства, без разницы, отображающие внутреннее состояние (например, голод или жажда) или вызванные внешней ситуацией (например, сострадание или восхищение), в основном описывают психическое содержание состояния тела, в котором состояние внутренних органов (например, сердца, легких, кишечника и кожи) играет ключевую роль [1,2].
В этом свете разумно выдвинуть идею о том, что чувства, доступные только организму, в котором они возникают, обеспечивают субъективное эмпирическое окно в процессы саморегуляции. Чувства позволяют увидеть гомеостатическую регуляцию, начиная от таких основных процессов, как метаболизм до сложных социальных эмоций. Эта идея открывает путь к представлению нейронных механизмов, которые способны порождать чувства. Уильям Джеймс [16] впервые предложил что чувства происходят от ощущений состояний тела, и поздние работы поддержали предположение того, что важнейшим требованием для возникновения чувств является отображение разнообразных особенности состояния тела в ЦНС [4,17-20]. Этот взгляд имеет параллели с принятым представлением того, что визуальный и слуховой опыт объектов во внешнем мире требует наличия нейронных карт особенностей и расположения этих объектов: для например, формы, цвета, текстуры, движения и положения в пространстве [21-28]. Джеймс сосредоточился на коре головного мозга, но текущие данные, как будет обсуждаться ниже, показывают, что отображения начинаются с более низких уровней центральной нервной оси. Короче говоря, чувства требуют нейронных карт состояний тела. Для возникновения чувств из нейронных карт тела требуется выполнение многих физиологических условий. Эти условия не были полностью определены, но могут включать такие функции, как интенсивность отображаемых явлений и уровень осознанности.
Эволюция нейронных карт тела
Доступность карт состояния тела в ЦНС является очевидным эволюционным преимуществом, поскольку сигналы централизованного отображения тела связанных с физиологическими параметрами и могут использоваться для контроля за коррекциями физиологии.
В случае нарушения, обе величины - и пространственного расположения и величины отклонения можно мгновенно отслеживать и карты могут использоваться как для запуска корректировки, например, эндокринные реакции или для эмоциональных действий и приостановить эти корректировки после восстановления равновесия. В случай голода аспекты состояния сытости (например, гликемия) постоянно отслеживается и представляется централизовано. Физиологическое отклонение (например, гипогликемия) ощущается и централизовано сопоставляется, картируется (mapping), вызывая корректирующие гомеостатические изменения (такие как висцеральная подвижность и секреция, слюноотделение, поиск пищи и т. д.).
После кормления физиологические отклонения исправляются и новые параметры отображаются централизовано, вызывая приостановку корректирующих мер [29-32]. С эволюционной точки зрения появление центральных отображений состояний тела может предшествовать появлению аспекта ощущаемого опыта, который определяет чувства.
Это подтверждается тем, что субъективный, ощущаемый опыт скорее всего не нужен для использования карты при обнаружении и коррекции гомеостатических дисбалансов. Фактически, многочисленные нарушения обнаруживаются и исправляются посредством программы действий или даже более простых физиологических механизмов, не переходящих в сознательный опыт, то есть в чувство.
Примеры физиологических процессов, которые могут происходить подсознательно, включают регулирование частоты сердечных сокращений, подстройка эндокринной функции, регулирование сокращений гладкой мускулатуры, регулирование иммунитета, вегетативные изменения, связанные с отображением эмоциональных выражений лица и даже некоторые аспекты распознавания лиц и принятия решений [33-40]. Наша гипотеза такова:
совместное использование ощущаемого эмпирического компонента с соматическим отображением стало преобладать в ходе эволюции из-за эмерджентных преимуществ, возникающих от сочетания этих функций. При условии состояния тела обязательно значимы - они либо хорошие, либо плохие с точки зрения гомеостаза - чувства - мощные посредники текущей биологической ценности и естественное руководство адаптивного поведения. Диапазон чувствот боли до удовольствия заставляет организм следить за его текущими условиями. Чувства также облегчают изучение обстоятельств изменение состояния тела и последующее применение этих знаний к предсказанию будущих ситуаций, в результате чего увеличивается поведенческая гибкость [5,41-43]. Вкратце, ощущаемый опыт создает более гибкие и эффективные корректирующие меры, чем нейронные карты сами по себе, в особенности когда дело касается сложного поведения [17,41].
Порывы/эмоции облегчают гомеостаз
Непосредственные цели гомеостаза касаются управления жизненными процессами, в том числе контроль за обменом веществ и поддержание соматической целостности через самообеспечение и защиту [44]. Программы действий способствуют достижению этих целей [45]. Программы действий не требуют обдумывания. Они инстинктивны - то есть, биологически предварительно установленны и в значительной степени стереотипны. Например, в случае давления острого объекта, последующие программы действий включают отвод пострадавшего района от стимула и сокращение лицевой мышцы, показывающей выражение боли. Однако на их развертывание может влиять обучение (адаптация), что также позволяет расширение и передачу целей гомеостазиса к объектам и ситуациям, которые наполняются биологической ценностью: например, деньги, власть или наркотики [46,47].
Программа действий страха предусматривает другая символическая иллюстрация этого процесса. Триггер страха может быть внешним (например, угрозы) или внутренним (например, развивающийся инфаркт миокарда или кислородное голодание) [45,48]. Этот стимул вызывает концерт ответов, включая подготовительные действия (такие как увеличение частоты сердечных сокращений и дыхания, анальгезия или секреция кортизола), реакцию бей или беги (с неподвижностью или повышенной двигательной активностью, соответственно, что приводит к различным режимам кровотока) и изменению фокуса внимания (приводящее к значимости причины страха) [5,49-53]. С точки зрения биоинженерии участие в программах гомеостатических действий требует четырех элементов. Во-первых, достаточный стимул, такой как внутреннее отклонение от гомеостатического диапазона или внешнего объекта или обстоятельства, будь то реально наблюдаемый в данный момент или воспоминание. Во-вторых, нейронные интерфейсы способны обнаружить этот стимул. В-третьих, нейронные сети способны координировать набор корректирующих действий, то есть программу действий (порывов или эмоций). И, в-четвертых, нейронные интерфейсы способны обнаруживать завершение коррекции и остановить корректирующие действия [5]. Таким образом, интегрированные нейронные карты текущих состояний тела обеспечивают эффективный нейронный интерфейс для обнаружения внутренних отклонений от гомеостатических диапазоноы (стимулы), для запуска корректирующих ответов (программы действий: порывы и эмоции), для определения того, когда корректирующие действия могут быть приостановлены и для создания экспериментальной составляющей отображаемых состояний тела (чувств).
Глоссарий
Программы действий
Набор врожденных физиологических действий, вызванных изменениями внутренней или внешней среды, направленный на поддержание или восстановление гомеостатического баланса. Действия включают изменения во внутренних и внутренних окружениях (например, изменения сердечного ритма, дыхания и гормональной секреции), полосатых мышцах (например, мимика и бег) и познании (например, фокусирование внимания и предпочтение определенным идеям и способам мышления). Программы действия включают в себя порывы и эмоции. Изменения в телесных состояниях, вытекающие из программы действий, определяется интероцептивной системой, отображаемая в сенсорных картах тела и может быть воспринято сознательно как чувства.
Порыв
Программа действий, направленная на удовлетворение основных, инстинктивных физиологических потребностей. Примеры включают голод, жажду, либидо, разведку и игру, уход за потомством и привязанность к товарищам.
Эмоции
Программы действий, в основном вызванные внешними стимулами (воспринимающимися или вспоминаемыми). Примеры включают отвращение, страх, гнев, грусть, радость, стыд, презрение, гордость, сострадание и восхищение.
Эфаптическая трансмиссия
Боковая межнейронная связь, которая опосредуется через внеклеточный ток.
Чувства
Психические переживания, сопровождающие состояния тела. Программы действий (порывы и эмоции) могут вызывать чувства. Опыт, связанный с экстероцептивными чувствами (видение, слух, прикосновение, вкус и запах) обычно вызывают эмоции и возникающие чувства, но в целом не ощущаются
сами по себе. Это определение также исключает использование термина «чувство» в смысле «мышление» или «интуиция».
Гомеостаз
Процесс поддержания физиологических параметров (таких как температура, уровень рН и уровень питательных веществ) внутренней среды
биологической системы в пределах диапазона, который облегчает выживание и оптимальное функционирование.
Интероцептивная система
Набор нервных путей и ядер ЦНС выделенных для обнаружения и отображения гомеостатических сигналов (таких как степени сокращения висцеральных мышц и химического состава внутренней среды ). Основные интероцептивными путями являются блуждающий нерв и ламина I (спиноталамокортикальный) путь. Интероцептивная система контролирует состояние тела, организует ответы на эти состояния и имеет центральную роль в порождении чувств.
Ключевые понятия в гомеостатической регуляции: порывы, эмоции и чувства
ЦНС постоянно контролирует нашу внутреннюю и внешнюю среду. Изменения в внутренней среде (например, степень сокращения висцеральных мышц, частота сердечных сокращений, уровни метаболитов во внутренней среде и т. д.) ощущаются в интероцептивной системе [4], сигнализируется сенсорным областям ЦНС, посвященным функциям тела и отображаемым как нейронные карты тела (интероцептивные карты). Изменения во внешней среде воспринимаются через экстероцептивные чувства (запах, вкус, прикосновение, слух и зрение) и отображаются в выделенных сенсорных областях в виде нейронных карт внешнего мира (экстероцептивные карты) [21-28] (см. рисунок).
Изменения, отображаемые в нейронных картах, могут вызывать «программы действий» - наборы врожденных, запрограммированных физиологических действий, направленных на устранение обнаруженных изменений и тем самым поддерживающих или восстановливающих гомеостатический баланс. Эти действия включают изменения в внутренних органах и внутренней среде (например, изменения частоты сердечных сокращений, дыхания и гормональной секреции),
полосатых мышцах (например, выражение лица и бег) и познании (например, фокусировании внимания и предпочтении определенных идей и способов мышления). Есть два основных типа программ действий: «порывы» и «эмоции» (некоторые авторы называют все программы действий эмоциями [42, 43]). Порывы направлены на удовлетворение основных инстинктивных потребностей и включают голод, жажду, либидо, исследование и игру, уход за потомством и привязанность к товарищам [42,161,162]. В случае жажды интероцептивное обнаружение и нейронное картирование высокой осмолярности крови вызывает множество физиологических действий, приводящих к сухости во рту и увеличение концентрации мочи (см. таблицу). Эмоции включают отвращение, страх, гнев, печаль, радость, стыд, презрение, гордость, сострадание и восхищение, и они в основном вызванные восприятием или отзывом экстероцептивных раздражителей (хотя есть исключения: например, страх, вызванный интероцептивными стимулами, такими как сердечная боль или кислородное голодание) [163-166]. В случае страха экстероцептивное обнаружение и картирование внешней угрозы (например, крупного животного) вызывает физиологические действия, которые включают увеличение частоты сердечных сокращений, секрецию адреналина и сокращение конкретных лицевых мышц, в результате получается выражение страха на лице.
Изменения состояния тела в результате действия программы, в свою очередь, определяются интероцептивной системой и отображаются в ЦНС. Изменения состояния тела, отображаемые в интероцептивные нейронные карты могут оставаться неосознанными или восприниматься сознательно как «чувства».
Чувства - это умственные переживания, которые сопровождают изменение состояния тела [17]. Внешние изменения, отображаемые на экстероцептивных картах зрения или слуха, воспринимаются, но в основном не ощущается непосредственно в смысле чувства, которое мы принимаем в этом тексте. Однако они могут косвенно вызывать чувства, вызывая действие программы действий, которая вызывает изменение в состоянии тела и впоследствии ощущается.
Обратите внимание, что программа действий и соответствующее чувство часто упоминаются под одним и тем же именем, хотя они представляют собой различные явления. Таким образом, «страх» может относиться либо к эмоции (набор запрограммированных физиологических действий, вызванных вызывающим страх стимул) или к чувству (осознанный опыт страха).
Нейронные основы чувства
Нейронные процессы можно изучать на двух основных уровнях: макроскопические (системный уровень, который состоит из общих областей мозга) и микроскопические (нейроны, синапсы, глия и их молекулярные компоненты). Таким образом, познание может быть проанализировано на уровне ядра мозга, области или доли, но его корни в конечном счете, находятся на уровне нейронных сетей и тонкостей синаптических сигналов [21,54,55]. Точно так же возможно эти чувства также включают как макро-, так и микроскопические нейронные основы [56]. Существуют значительное количество результатов исследований макроскопического анализа чувственных состояний, на основании которых могут быть сделаны предварительные предложения. Поэтому мы начинаем поиск нейронных основ чувств на уровне макроскопических областей мозга. Изучение клеточных основ чувств, напротив, едва только начинаются, и к ним вряд ли можно обратиться. Мы обсуждаем это в последнем разделе.
Предыдущие исследования в области мозга млекопитающих обнаружили, что целый ряд разделов головного мозга отвечает за возникновение порывов и эмоций, которые впоследствии приводят к чувствам. Эти разделы можно найти на всех уровнях нейраксиса [57-60]. В мозговом стволе в возникновение эмоций вовлечены: ядро трактуса солитариус (НТС); area postrema; парабрахиальное ядро (PBN); брюшная тегментальная область (ВТ); другие ядра моноаминов; черная субстанция и красное ядро; околоводопроводное серое вещество головного мозга (PAG); глубокие слои верхнего двухолмия (SC); и гипоталамус [5,42,61-63].
Внутренняя природа этих ядер отличается значительно, хотя они все задействованы в создании корректирующих гомеостатических действий. Для PBN, NTS, PAG и SC очевидны топографические карты состояний тела [5,61,64-72], тогда как VTA, другие моноамин-секретирующие ядра и черная субстанция не содержат топографической привязки к телу. Сохраняя представление о том, что чувства могут возникнуть из карт состояний тела, разумно сосредоточиться на поиске нейронных основ чувств по разделам, имеющим топографически организованные соматические карты.
Рисунок 1 | Интероцептивные пути и ядра, участвующие в состояниях восприятия и отображения тела и порождении чувств. Два основных пути передают информацию из внутренней среды и внутренних органов ЦНС. Путь lamina I состоит из волокон C и Aδ, рождающихся из каждой области тела и несущей информацию о сокращениях мышц в стенках сосудов, периферического потока крови, температуры, боли, повреждений ткани, уровня pH и уровней O2 и CO2. Этот путь сходится в ламина I (задний рог серого вещества спинного мозга и тройничного ядра). Отсюда вторичные нейроны поднимаются и проецируются в гомеостатические центры в стволе мозга (ядро NTS, парабрахиальное ядро (PBN) и (PAG)). Эти центры тесно взаимосвязаны и проецируются в кору (главным образом в задние разделы) в основном через таламус.
Информация, собранная в posterior insula, проецируется напрямую на anterior insula, которая участвует в перекрестном взаимодействии с другими кортикальными областями (такими как орбитофронтальная кора). Некоторые пути волокон в ламина I
проецируются в insula непосредственно (через таламус), минуя ствол мозга. Блуждающий нерв переносит информацию из внутренних органов в NTS, которая затем проецируется на PBN, PAG и гипоталамус. Каждая из этих структур также непосредственно направляется к insular cortex через таламус. Обширное перекрестное взаимодействие между ламина I и вагусными путями позволяют формировать интегрированные карты тела. Area postrema (AP) непосредственно воспринимает внутреннюю среду и тесно связана с ней к NTS.SC, super colliculus.
Нейробиолог Антонио Дамасио объясняет как из чувств и эмоций зарождается разум.
Джейсон Понтин 17 июня 2014
Десятилетиями биологи считали эмоции и чувства неинтересными для изучения. Но Антонио Дамасио продемонстрировал, что они занимают центральное место в процессах, регулирующих жизнь почти всех живых существ.
Существенное понимание Дамасио заключается в том, что чувства - это «ментальные переживания состояний тела», которые возникают, когда мозг интерпретирует эмоции, а тем самым физические состояния, возникающие в результате реакции организма на внешние раздражители. (Порядок таких событий: мне угрожают, страх и ужас.) Он предположил, что сознание, будь то примитивное «основное сознание» животных или «расширенное» самоосознание людей, требует автобиографической памяти, которая возникает из эмоций и чувств.
Его понимание, появившееся еще в начале 1990-х годов, было основано на клинических исследованиях поражений головного мозга у пациентов, неспособных принимать правильные решения, потому что их эмоциональная сфера были нарушена, но способность рассуждать не была затронута - исследования стали возможными благодаря нейроанатомическим исследованиям его жены и соавтора, Ханны Дамасио. Их работа всегда зависела от достижений в области технологий. Совсем недавно такие инструменты, как функциональная нейровизуализация, которая измеряет взаимосвязь между психическими процессами и деятельностью в частях мозга, дополнила методы нейроанатомии, которые использует Дамасио.
Профессор нейробиологии в Университете Южной Калифорнии Дамасио написал четыре хитрые книги, которые объясняют его исследования широкой аудитории и связывают его открытия с непреходящими интересами философии. Он считает, что нейробиологические исследования имеют четкую философскую цель: «Голос ученого не обязательно должен быть простой записью жизни, какой она есть», - писал он в книге о Декарте. «Если бы мы только этого захотели, более глубокое знание мозга и ума помогло бы нам достичь ... счастья».
Антонио Дамасио беседовал с Джейсоном Понтином, главным редактором MIT Technology Review.
Когда вы были молодым ученым в конце 1970-х годов, эмоции не считались правильной сферой исследования.
Нам говорили очень часто: «Ну, ты пропадешь, исчезнешь, потому что абсолютно ничего не происходит». Нас жалели за плохой выбор.
Как так?
Уильям Джеймс энергично и разумно занимался эмоциями. Но его идеи [главным образом, что эмоции - это отображение в мозга телесных состояний, идеи, которые оживил и экспериментально подтвердил Дамасио] привели к огромным спорам в начале 20-го века, которые не закончились ничем. Почему-то у исследователей было ощущение, что эмоции в конце концов не будут достаточно различимы, потому что у животных тоже есть эмоции. Но чего у животных нет, говорили исследователи, так это это языка, разума, творчества, поэтому давайте изучим это, подумали они. И на самом деле, правда, что у большинства существ на поверхности земли есть что-то, что можно назвать эмоцией, и то, что можно назвать чувством. Но это не значит, что мы, люди, не используем эмоций и чувств особыми способами.
Потому что у нас есть самоосознание?
Да. Что характерно для людей, так это то, что мы используем фундаментальные процессы гомеостаза, которые включают такие вещи, как эмоции и чувства, но мы связываем их с познавательными процессами таким образом, что создаем вокруг нас совершенно новый мир.
Что заставило вас так заинтересоваться эмоциями, как областью исследований?
Что-то понравилось мне из-за моего интереса к литературе и музыке. Это был способ объединить то, что было важно для меня с тем, что, как я думал, будет иметь важное значение с научной точки зрения.
Что вы узнали?
Существуют определенные программы действий, которые, очевидно, изначально установлены в наших органах и в нашем мозгу, чтобы мы могли выжить, расцвести, размножаться и, в конце концов, умереть. Это мир жизненного регулирования - гомеостаза, который меня так интересует, и он охватывает широкий спектр состояний тела. Существует программа действий жажды, которая заставляет вас искать воду, когда вы обезвожены, а также программа действий страха, когда вам угрожают. Как только программа действий развернута, и мозг имеет возможность отображать то, что произошло в теле, то это приводит к возникновению психического состояния. Во время программы действий страха в моем теле происходит множество вещей, которые меня изменяют и заставляют меня вести себя определенным образом, хочу я того или нет. Поскольку это происходит со мной, у меня есть мысленное представление о состоянии тела, точно также, как мысленное представление о том, что меня пугало.
И из этого «картирования» чего-то, происходящего внутри тела, возникает чувство, которое отличается от эмоций?
В точку. Для меня очень важно отделить эмоции от чувства. Мы должны отделить компонент, который вытекает из действий от компонента, который появляется из-за нашей точки зрения на те действия, которые чувствуют. Любопытно, что это также и то место, где возникает самость, и само сознание. Ум начинается с уровня чувства. Когда у вас есть чувство (даже если вы очень маленькое существо), то у вас начинает появляться и ум и самоосознание.
Но это означало бы, что только существа с полностью сформированным чувством своего ума могли бы иметь полностью сформировавшиеся чувства -
Нет-нет-нет. Я готов дать насекомому с очень маленьким мозгом - при условии, что у него есть возможность представить свои состояния тела - возможность иметь чувства. На самом деле я был бы ошеломлен, обнаружив, что у них нет чувств. Конечно, у мух не хватает интеллекта, использующего эти чувства: основать религиозный орден или развить новую форму искусства или написать стихотворение. Они не могут этого сделать; но мы можем. У людей чувства как-то позволяют нам также творить в ответ на эти чувства.
У других животных есть своего рода отклик на свои чувства?
Я не уверен, что я понял ваш вопрос.
Знают ли собаки, что они чувствуют?
Конечно. Конечно, собаки чувствуют.
Нет, не «Есть ли чувства у собак?» Я имею в виду: мой пес Фердинандо осознает свои чувства? У него есть чувства к его чувствам?
[Думает.] Я не знаю. Сомневаюсь в этом.
Но люди, безусловно, осознают, что они чувствуют.
Да. Мы осознаем наши чувства и осознаем приятность или неприятность, связанные с ними. Послушайте, с какими сильными чувствами мы сталкиваемся каждый день? Желания, аппетиты, голод, жажда, боль - вот основные вещи.
Какая часть структуры цивилизации посвящена контролю этих основных вещей? Спиноза говорит, что политика стремится регулировать такие инстинкты для общего блага.
У нас не было бы музыки, искусства, религии, науки, техники, экономики, политики, справедливости или моральной философии без движущей силы чувств.
Неужели люди эмоционально реагируют предсказуемым способом, независимо от их культуры? Например, все ли слышат западный минор как грустный?
Мы теперь знаем достаточно, чтобы сказать «да» на этот вопрос.
В Институте мозга и творчества [которым Дамасио управляет] мы проводим кросс-культурные исследования эмоций. Сначала мы думали, что мы найдем очень разные модели, особенно что касается социальных эмоций. На самом деле мы этого не видим. Если вы изучаете китайцев, американцев или иранцев, вы получаете очень похожие ответы. Есть много тонкостей и множество способов, в которых определенные стимулы вызывают различные закономерности эмоционального ответа с разной интенсивностью, но присутствие грусти или радости существует с однородностью, которая является сильно и красиво человечной.
Могли ли наши эмоции дополняться имплантатами или какой-либо другой технологией взаимодействия с мозгом?
В той мере, в которой мы сможем понять нейронные процессы, стоящие за любой из этих сложных функций, как только мы это сделаем, возможность вмешательства всегда существует. Конечно, мы постоянно влияем на функции мозга: диетой, алкоголем, лекарствами и наркотиками. Так что дело не в том, что хирургические вмешательства будут какой-то большой новинкой. Что будет новым, так это сделать эти вмешательства чисто, чтобы они были целенаправленными. Нет, более серьезная проблема - это моральные ситуации, которые могут возникнуть.
Зачем?
Потому что это сильно зависит от того, на что направлено такое вмешательство.
Предположим, что вмешательство направлено на возрождение вашей утраченной способности двигать конечностью, или видеть или слышать. Есть ли у меня моральные проблемы по этому поводу? Конечно нет. Но что будет, если влиять на состояниям мозга для изменения принятия решений? Вы входите в царство, которое должно быть зарезервировано только для человека.
Какова была самая полезная технология для понимания биологической основы сознания?
Технологии визуализации внесли весомый вклад. В то же время я мучительно осознаю ограниченность их потенциала.
Если бы вы хотели создать лучшую технологию наблюдения за мозгом, что бы это было?
Я бы не хотел ограничиваться только одним уровнем, потому что я думаю, что самые интересные вещи происходят на нескольких уровнях. Нам нужны новые методы для понимания взаимосвязи уровней. Есть люди, которые провели большую часть своей жизни, изучая системы, что касается моей жены и большинства людей в нашей лаборатории. Мы работали над нейроанатомией и иногда попадали в клетки. Но сейчас мы фактически изучаем состояние функций аксонов [нервных волокон в мозге], и нам отчаянно нужны способы, с помощью которых мы можем масштабироваться от того, что мы обнаружили на все более высоких и высоких уровнях.
Как эта технология будет выглядеть?
Я не знаю. Ее нужно изобрести.
Оригинал https://www.technologyreview.com/s/528151/the-importance-of-feelings/
Видео на ТЕД
Публикация на
https://www.researchgate.net/publication/234161523OPINION The nature of feelings: evolutionary and neurobiological origins
Article in Nature Reviews Neuroscience · January 2013
DOI: 10.1038/nrn3403 · Source: PubMed
Выдержки из статьи.
The nature of feelings: evolutionary and neurobiological origins
Antonio Damasio and Gil B. Carvalho
Природа чувств: эволюционное и нейробиологическое происхождение
Аннотация | Чувства - это умственные переживания состояний тела. Они означают физиологические потребности (например, голод), травмы тканей например, боль), оптимальную функцию (например, благополучие), угрозы для организма (например, страх или гнев) или специфические социальные взаимодействия (например, сострадание, благодарность или любовь). Чувства составляют важнейший компонент механизмов гомеостазиса, от простых до сложных. Их нейронные основы можно найти на всех уровнях нервной системы, от отдельных нейронов до подкорковых ядер и корковых областей.
Выживание зависит от поддержания физиологии тела в оптимальном диапазоне гомеостазиса. Этот процесс основан на быстром обнаружении потенциально вредных изменения состояния тела и соответствующих корректирующих ответов. Изменения состояния тела вызывают автоматические физиологические реакции, а также умственные переживания - чувства - такие как голод, жажда, боль или страх. Свидетельства предполагают, что изменения состояния тела отображаются топографически в ЦНС (в частности, в верхний мозг и кору головного мозга). Изменения, записанные в этих нейронных картах служат триггерами для физиологической коррекции ответов и для прерывания ответов после исправления отклонений.
Скорее всего, чувства возникли, захватили и мобилизовали такие сложные нейронные механизмы, поскольку непосредственно отображают выгодный или невыгодный характер физиологической ситуации как «ощущаемого опыта», облегчают изучение условий, ответственных за гомеостатические дисбалансы и их
исправление, а также ожидание будущих неблагоприятных или благоприятных условий. В этом смысле чувства обеспечивают дополнительный уровень регулирования поведения.
С эволюционной и онтогенетической перспективы, экспериментальный аспект гомеостатических нейронных отображений также может считатьтся самым низким уровнем ума и сознания. Действительно, имеющиеся доказательства указывают, что филогенетически последние разделы нервной системы, такие как кора головного мозга, способствуют, но не являются существенными для возникновение чувств, которые, вероятно, возникают в более старых разделах, таких как мозговой ствол, предполагая, что чувства доступны не только людям или даже млекопитающим.
Здесь мы описываем вклад нейронов в чувствование, рассматривая их функциональную роль с перспектив эволюции и опираясь на системные данные исследований человека и животных. Мы также считаем, что хотя чувства связаны с центральными процессами системного уровня, они уходят корнями в события, которые происходят на уровне единичных клеток, в частности, в немиелинизированных аксонах, передающих сигналы от гуморальных и висцеральных разделов тела к ядрам в ЦНС.
Некоторые из наиболее острых проблем со здоровьем, с которыми мы сталкиваемся сегодня, такие как депрессия, наркомания и неустранимая боль, сосредоточены на патологии чувств. Выяснение физиологии чувственных состояний обладает исключительной биомедицинской значимостью.
Чувства указывают на физиологические состояния
От древности до наших дней, интроспективный анализ в философском писаний, литературных произведений и научных наблюдений показывает, что описания чувств имеют тенденцию ссылаться на состояния тела [1-5]. Репертуар чувств включает в себя жажду, пищу и кислородный голод (желание дышать), разные виды удовольствия и боли, отвращение, страх, грусть и радость, а также сложные социальные реакции, такие как презрение, стыд, сострадание и восхищение [6-15]. Напротив, опыт, связанный с экстероцептивными чувствами (видение, слух, осязание, вкус и запах) обычно вызывают эмоции и последующие чувства, но не чувства сами по себе (см. врезку 1 про различия между эмоциями и чувствами). Чувства, без разницы, отображающие внутреннее состояние (например, голод или жажда) или вызванные внешней ситуацией (например, сострадание или восхищение), в основном описывают психическое содержание состояния тела, в котором состояние внутренних органов (например, сердца, легких, кишечника и кожи) играет ключевую роль [1,2].
В этом свете разумно выдвинуть идею о том, что чувства, доступные только организму, в котором они возникают, обеспечивают субъективное эмпирическое окно в процессы саморегуляции. Чувства позволяют увидеть гомеостатическую регуляцию, начиная от таких основных процессов, как метаболизм до сложных социальных эмоций. Эта идея открывает путь к представлению нейронных механизмов, которые способны порождать чувства. Уильям Джеймс [16] впервые предложил что чувства происходят от ощущений состояний тела, и поздние работы поддержали предположение того, что важнейшим требованием для возникновения чувств является отображение разнообразных особенности состояния тела в ЦНС [4,17-20]. Этот взгляд имеет параллели с принятым представлением того, что визуальный и слуховой опыт объектов во внешнем мире требует наличия нейронных карт особенностей и расположения этих объектов: для например, формы, цвета, текстуры, движения и положения в пространстве [21-28]. Джеймс сосредоточился на коре головного мозга, но текущие данные, как будет обсуждаться ниже, показывают, что отображения начинаются с более низких уровней центральной нервной оси. Короче говоря, чувства требуют нейронных карт состояний тела. Для возникновения чувств из нейронных карт тела требуется выполнение многих физиологических условий. Эти условия не были полностью определены, но могут включать такие функции, как интенсивность отображаемых явлений и уровень осознанности.
Эволюция нейронных карт тела
Доступность карт состояния тела в ЦНС является очевидным эволюционным преимуществом, поскольку сигналы централизованного отображения тела связанных с физиологическими параметрами и могут использоваться для контроля за коррекциями физиологии.
В случае нарушения, обе величины - и пространственного расположения и величины отклонения можно мгновенно отслеживать и карты могут использоваться как для запуска корректировки, например, эндокринные реакции или для эмоциональных действий и приостановить эти корректировки после восстановления равновесия. В случай голода аспекты состояния сытости (например, гликемия) постоянно отслеживается и представляется централизовано. Физиологическое отклонение (например, гипогликемия) ощущается и централизовано сопоставляется, картируется (mapping), вызывая корректирующие гомеостатические изменения (такие как висцеральная подвижность и секреция, слюноотделение, поиск пищи и т. д.).
После кормления физиологические отклонения исправляются и новые параметры отображаются централизовано, вызывая приостановку корректирующих мер [29-32]. С эволюционной точки зрения появление центральных отображений состояний тела может предшествовать появлению аспекта ощущаемого опыта, который определяет чувства.
Это подтверждается тем, что субъективный, ощущаемый опыт скорее всего не нужен для использования карты при обнаружении и коррекции гомеостатических дисбалансов. Фактически, многочисленные нарушения обнаруживаются и исправляются посредством программы действий или даже более простых физиологических механизмов, не переходящих в сознательный опыт, то есть в чувство.
Примеры физиологических процессов, которые могут происходить подсознательно, включают регулирование частоты сердечных сокращений, подстройка эндокринной функции, регулирование сокращений гладкой мускулатуры, регулирование иммунитета, вегетативные изменения, связанные с отображением эмоциональных выражений лица и даже некоторые аспекты распознавания лиц и принятия решений [33-40]. Наша гипотеза такова:
совместное использование ощущаемого эмпирического компонента с соматическим отображением стало преобладать в ходе эволюции из-за эмерджентных преимуществ, возникающих от сочетания этих функций. При условии состояния тела обязательно значимы - они либо хорошие, либо плохие с точки зрения гомеостаза - чувства - мощные посредники текущей биологической ценности и естественное руководство адаптивного поведения. Диапазон чувствот боли до удовольствия заставляет организм следить за его текущими условиями. Чувства также облегчают изучение обстоятельств изменение состояния тела и последующее применение этих знаний к предсказанию будущих ситуаций, в результате чего увеличивается поведенческая гибкость [5,41-43]. Вкратце, ощущаемый опыт создает более гибкие и эффективные корректирующие меры, чем нейронные карты сами по себе, в особенности когда дело касается сложного поведения [17,41].
Порывы/эмоции облегчают гомеостаз
Непосредственные цели гомеостаза касаются управления жизненными процессами, в том числе контроль за обменом веществ и поддержание соматической целостности через самообеспечение и защиту [44]. Программы действий способствуют достижению этих целей [45]. Программы действий не требуют обдумывания. Они инстинктивны - то есть, биологически предварительно установленны и в значительной степени стереотипны. Например, в случае давления острого объекта, последующие программы действий включают отвод пострадавшего района от стимула и сокращение лицевой мышцы, показывающей выражение боли. Однако на их развертывание может влиять обучение (адаптация), что также позволяет расширение и передачу целей гомеостазиса к объектам и ситуациям, которые наполняются биологической ценностью: например, деньги, власть или наркотики [46,47].
Программа действий страха предусматривает другая символическая иллюстрация этого процесса. Триггер страха может быть внешним (например, угрозы) или внутренним (например, развивающийся инфаркт миокарда или кислородное голодание) [45,48]. Этот стимул вызывает концерт ответов, включая подготовительные действия (такие как увеличение частоты сердечных сокращений и дыхания, анальгезия или секреция кортизола), реакцию бей или беги (с неподвижностью или повышенной двигательной активностью, соответственно, что приводит к различным режимам кровотока) и изменению фокуса внимания (приводящее к значимости причины страха) [5,49-53]. С точки зрения биоинженерии участие в программах гомеостатических действий требует четырех элементов. Во-первых, достаточный стимул, такой как внутреннее отклонение от гомеостатического диапазона или внешнего объекта или обстоятельства, будь то реально наблюдаемый в данный момент или воспоминание. Во-вторых, нейронные интерфейсы способны обнаружить этот стимул. В-третьих, нейронные сети способны координировать набор корректирующих действий, то есть программу действий (порывов или эмоций). И, в-четвертых, нейронные интерфейсы способны обнаруживать завершение коррекции и остановить корректирующие действия [5]. Таким образом, интегрированные нейронные карты текущих состояний тела обеспечивают эффективный нейронный интерфейс для обнаружения внутренних отклонений от гомеостатических диапазоноы (стимулы), для запуска корректирующих ответов (программы действий: порывы и эмоции), для определения того, когда корректирующие действия могут быть приостановлены и для создания экспериментальной составляющей отображаемых состояний тела (чувств).
Глоссарий
Программы действий
Набор врожденных физиологических действий, вызванных изменениями внутренней или внешней среды, направленный на поддержание или восстановление гомеостатического баланса. Действия включают изменения во внутренних и внутренних окружениях (например, изменения сердечного ритма, дыхания и гормональной секреции), полосатых мышцах (например, мимика и бег) и познании (например, фокусирование внимания и предпочтение определенным идеям и способам мышления). Программы действия включают в себя порывы и эмоции. Изменения в телесных состояниях, вытекающие из программы действий, определяется интероцептивной системой, отображаемая в сенсорных картах тела и может быть воспринято сознательно как чувства.
Порыв
Программа действий, направленная на удовлетворение основных, инстинктивных физиологических потребностей. Примеры включают голод, жажду, либидо, разведку и игру, уход за потомством и привязанность к товарищам.
Эмоции
Программы действий, в основном вызванные внешними стимулами (воспринимающимися или вспоминаемыми). Примеры включают отвращение, страх, гнев, грусть, радость, стыд, презрение, гордость, сострадание и восхищение.
Эфаптическая трансмиссия
Боковая межнейронная связь, которая опосредуется через внеклеточный ток.
Чувства
Психические переживания, сопровождающие состояния тела. Программы действий (порывы и эмоции) могут вызывать чувства. Опыт, связанный с экстероцептивными чувствами (видение, слух, прикосновение, вкус и запах) обычно вызывают эмоции и возникающие чувства, но в целом не ощущаются
сами по себе. Это определение также исключает использование термина «чувство» в смысле «мышление» или «интуиция».
Гомеостаз
Процесс поддержания физиологических параметров (таких как температура, уровень рН и уровень питательных веществ) внутренней среды
биологической системы в пределах диапазона, который облегчает выживание и оптимальное функционирование.
Интероцептивная система
Набор нервных путей и ядер ЦНС выделенных для обнаружения и отображения гомеостатических сигналов (таких как степени сокращения висцеральных мышц и химического состава внутренней среды ). Основные интероцептивными путями являются блуждающий нерв и ламина I (спиноталамокортикальный) путь. Интероцептивная система контролирует состояние тела, организует ответы на эти состояния и имеет центральную роль в порождении чувств.
Ключевые понятия в гомеостатической регуляции: порывы, эмоции и чувства
ЦНС постоянно контролирует нашу внутреннюю и внешнюю среду. Изменения в внутренней среде (например, степень сокращения висцеральных мышц, частота сердечных сокращений, уровни метаболитов во внутренней среде и т. д.) ощущаются в интероцептивной системе [4], сигнализируется сенсорным областям ЦНС, посвященным функциям тела и отображаемым как нейронные карты тела (интероцептивные карты). Изменения во внешней среде воспринимаются через экстероцептивные чувства (запах, вкус, прикосновение, слух и зрение) и отображаются в выделенных сенсорных областях в виде нейронных карт внешнего мира (экстероцептивные карты) [21-28] (см. рисунок).
Изменения, отображаемые в нейронных картах, могут вызывать «программы действий» - наборы врожденных, запрограммированных физиологических действий, направленных на устранение обнаруженных изменений и тем самым поддерживающих или восстановливающих гомеостатический баланс. Эти действия включают изменения в внутренних органах и внутренней среде (например, изменения частоты сердечных сокращений, дыхания и гормональной секреции),
полосатых мышцах (например, выражение лица и бег) и познании (например, фокусировании внимания и предпочтении определенных идей и способов мышления). Есть два основных типа программ действий: «порывы» и «эмоции» (некоторые авторы называют все программы действий эмоциями [42, 43]). Порывы направлены на удовлетворение основных инстинктивных потребностей и включают голод, жажду, либидо, исследование и игру, уход за потомством и привязанность к товарищам [42,161,162]. В случае жажды интероцептивное обнаружение и нейронное картирование высокой осмолярности крови вызывает множество физиологических действий, приводящих к сухости во рту и увеличение концентрации мочи (см. таблицу). Эмоции включают отвращение, страх, гнев, печаль, радость, стыд, презрение, гордость, сострадание и восхищение, и они в основном вызванные восприятием или отзывом экстероцептивных раздражителей (хотя есть исключения: например, страх, вызванный интероцептивными стимулами, такими как сердечная боль или кислородное голодание) [163-166]. В случае страха экстероцептивное обнаружение и картирование внешней угрозы (например, крупного животного) вызывает физиологические действия, которые включают увеличение частоты сердечных сокращений, секрецию адреналина и сокращение конкретных лицевых мышц, в результате получается выражение страха на лице.
Изменения состояния тела в результате действия программы, в свою очередь, определяются интероцептивной системой и отображаются в ЦНС. Изменения состояния тела, отображаемые в интероцептивные нейронные карты могут оставаться неосознанными или восприниматься сознательно как «чувства».
Чувства - это умственные переживания, которые сопровождают изменение состояния тела [17]. Внешние изменения, отображаемые на экстероцептивных картах зрения или слуха, воспринимаются, но в основном не ощущается непосредственно в смысле чувства, которое мы принимаем в этом тексте. Однако они могут косвенно вызывать чувства, вызывая действие программы действий, которая вызывает изменение в состоянии тела и впоследствии ощущается.
Обратите внимание, что программа действий и соответствующее чувство часто упоминаются под одним и тем же именем, хотя они представляют собой различные явления. Таким образом, «страх» может относиться либо к эмоции (набор запрограммированных физиологических действий, вызванных вызывающим страх стимул) или к чувству (осознанный опыт страха).
Нейронные основы чувства
Нейронные процессы можно изучать на двух основных уровнях: макроскопические (системный уровень, который состоит из общих областей мозга) и микроскопические (нейроны, синапсы, глия и их молекулярные компоненты). Таким образом, познание может быть проанализировано на уровне ядра мозга, области или доли, но его корни в конечном счете, находятся на уровне нейронных сетей и тонкостей синаптических сигналов [21,54,55]. Точно так же возможно эти чувства также включают как макро-, так и микроскопические нейронные основы [56]. Существуют значительное количество результатов исследований макроскопического анализа чувственных состояний, на основании которых могут быть сделаны предварительные предложения. Поэтому мы начинаем поиск нейронных основ чувств на уровне макроскопических областей мозга. Изучение клеточных основ чувств, напротив, едва только начинаются, и к ним вряд ли можно обратиться. Мы обсуждаем это в последнем разделе.
Предыдущие исследования в области мозга млекопитающих обнаружили, что целый ряд разделов головного мозга отвечает за возникновение порывов и эмоций, которые впоследствии приводят к чувствам. Эти разделы можно найти на всех уровнях нейраксиса [57-60]. В мозговом стволе в возникновение эмоций вовлечены: ядро трактуса солитариус (НТС); area postrema; парабрахиальное ядро (PBN); брюшная тегментальная область (ВТ); другие ядра моноаминов; черная субстанция и красное ядро; околоводопроводное серое вещество головного мозга (PAG); глубокие слои верхнего двухолмия (SC); и гипоталамус [5,42,61-63].
Внутренняя природа этих ядер отличается значительно, хотя они все задействованы в создании корректирующих гомеостатических действий. Для PBN, NTS, PAG и SC очевидны топографические карты состояний тела [5,61,64-72], тогда как VTA, другие моноамин-секретирующие ядра и черная субстанция не содержат топографической привязки к телу. Сохраняя представление о том, что чувства могут возникнуть из карт состояний тела, разумно сосредоточиться на поиске нейронных основ чувств по разделам, имеющим топографически организованные соматические карты.
Рисунок 1 | Интероцептивные пути и ядра, участвующие в состояниях восприятия и отображения тела и порождении чувств. Два основных пути передают информацию из внутренней среды и внутренних органов ЦНС. Путь lamina I состоит из волокон C и Aδ, рождающихся из каждой области тела и несущей информацию о сокращениях мышц в стенках сосудов, периферического потока крови, температуры, боли, повреждений ткани, уровня pH и уровней O2 и CO2. Этот путь сходится в ламина I (задний рог серого вещества спинного мозга и тройничного ядра). Отсюда вторичные нейроны поднимаются и проецируются в гомеостатические центры в стволе мозга (ядро NTS, парабрахиальное ядро (PBN) и (PAG)). Эти центры тесно взаимосвязаны и проецируются в кору (главным образом в задние разделы) в основном через таламус.
Информация, собранная в posterior insula, проецируется напрямую на anterior insula, которая участвует в перекрестном взаимодействии с другими кортикальными областями (такими как орбитофронтальная кора). Некоторые пути волокон в ламина I
проецируются в insula непосредственно (через таламус), минуя ствол мозга. Блуждающий нерв переносит информацию из внутренних органов в NTS, которая затем проецируется на PBN, PAG и гипоталамус. Каждая из этих структур также непосредственно направляется к insular cortex через таламус. Обширное перекрестное взаимодействие между ламина I и вагусными путями позволяют формировать интегрированные карты тела. Area postrema (AP) непосредственно воспринимает внутреннюю среду и тесно связана с ней к NTS.SC, super colliculus.
Комментариев нет:
Отправить комментарий