Престижная премия Brain Prize фонда датской фармацевтической компании Лундбек (Lundbeck Foundation) в этом году была присуждена троим британским учёным, внесшим существенный вклад в исследования центра вознаграждения в головном мозге. Работы, проведённые лауреатами Brain Prize’17, были посвящены изучению способности людей и животных связывать собственные действия с их исходом и получаемым в итоге вознаграждением.
Эта способность критически важна для выживания, но она же приводит к развитию многих неврологических и психических заболеваний, например различных зависимостей, компульсивного поведения и шизофрении.
Лауреатами премии стали:
- Питер Даян (Peter Dayan), руководитель отделения нейроинформатики Гэтсби (Gatsby Computational Neuroscience Unit) в Университетском колледже Лондона (University College of London).
- Рей Долан (Ray Dolan), руководитель Центра вычислительных технологий в психиатрии и старении Макса Планка (Max Planck UCL Centre for Computational Psychiatry and Ageing).
- Вольфрам Шульц (Wolfram Schultz), профессор неврологии и ведущий научный сотрудник научного фонда Wellcome Trust в Кембриджском университете (University of Cambridge).
Все они назвали получение премии (и денежного приза в 1 млн евро) «большой честью».
Чтобы сохранить собственную жизнь и оставить потомство, животное должно принимать такие решения, которые помогут избежать опасности и принесут пользу (например, в виде пищи или убежища). При этом в процессе принятия решений должны учитываться и факторы окружающей среды, и предыдущий опыт. Ключевую роль в этих процессах играет головной мозг и один из нейромедиаторов, дофамин.
В 1980-х годах профессор Вольфрам Шульц нашёл способ регистрировать активность нейронов, использующих дофамин для передачи информации. Он также обнаружил, что эти нейроны реагируют на награду — они активизировались, например, когда обезьяне давали фруктовый сок. Затем профессор стал демонстрировать животному различные рисунки, причём за просмотром определённых изображений следовало вознаграждение. Со временем дофаминовые нейроны стали реагировать непосредственно на «призовые» изображения, а не только на саму награду. Если же после их демонстрации сок не появлялся, активность нейронов падала ниже нормального уровня. И наоборот, если вознаграждение оказывалось большим, чем ожидалось, приборы регистрировали новый пик активности нервных клеток. Эти опыты стали первым неврологическим обоснованием краеугольного камня теории обучения в сравнительной и поведенческой психологии — процесса выработки условных рефлексов.
Основываясь на работах профессора Шульца, Питер Даян описал характер активности дофаминовых нейронов в ситуациях, названных Шульцем «ошибкой прогнозирования вознаграждения». Этот сигнал описывает разницу между ожидаемым вознаграждением и реальным исходом того или иного действия или события. Он постоянно обновляется в результате появления новой информации. Совместно с профессором Шульцем, Даян разработал компьютерные модели, помогающие понять, как мозг использует имеющуюся информацию для построения прогнозов и как эта информация обновляется при появлении новых сведений.
Работа профессора Рея Долана была посвящена исследованию процессов обучения и принятия решений при помощи изучения снимков человеческого мозга. Продолжая начатое Шульцем и Даяном, Долан продемонстрировал, как ошибка прогнозирования вознаграждения может повлиять на процесс обучения у людей, и какую роль в этом играет дофамин. Последние десять лет профессор Долан работал совместно с Даяном — учёные занимались изучением человеческой мотивации, различий в ощущении счастья, а также исследованием поведения игроков в азартные игры.
В настоящее время профессор Шульц продолжает изучать работу мозга животных и людей. При помощи технологий нейровизуализации он исследует изменения в передаче сигналов у пациентов с болезнью Паркинсона, курильщиков и наркозависимых. Возможно, в будущем более глубокое понимание механизмов, заставляющих людей совершать определённые действия, поможет нам эффективнее корректировать патологические процессы.
