В 2000 году нейробиолог Эрик Кандель и его коллеги Пол Грингард и Арвид Карлссон получили Нобелевскую премию за открытия, касающиеся передачи сигналов в нервной системе. Их исследования помогли больше узнать о том, как работает человеческий мозг в норме и как можно лечить его заболевания.

В книге «Расстроенная психика», которую для Corpus перевел Заур Мамедьяров, Кандель подробнее описывает, откуда берутся сбои и болезни и как из-за них меняется жизнь человека. С разрешения издательства Enter публикует фрагмент о формировании зависимостей.

Биология зависимости

Как правило, наградой считается то, что дарит нам чувство счастья или хорошее настроение. Наградой может быть шоколадный торт, новый гаджет или прекрасное произведение искусства. Представления нейробиологов о наградах немного отличаются: по их мнению, награда — это любой объект или процесс, который запускает поведенческую модель приближения, требуя от нас затрат внимания и энергии. Подкрепляя приближение, награда помогает нам учиться.

На ранних этапах эволюции в мозге появились специализированные области, которые регулируют нашу реакцию на приятные стимулы среды, например на пищу, воду, секс и социальные взаимодействия. Все вызывающие привыкание наркотики действуют на эту систему вознаграждения. У наркотиков могут быть разные мишени, но в итоге они повышают концентрацию и длительность нахождения дофамина в мозге. Активация дофаминовых сигналов вкупе с активацией нескольких других сигналов вознаграждения, различающихся в зависимости от наркотика, вызывает тот кайф, который люди поначалу испытывают под влиянием наркотиков.

Нейробиолог Кембриджского университета Вольфрам Шульц изучает роль награды в обучении. Эксперименты Шульца с обезьянами были основаны на ранних экспериментах Павлова, посвященных выработке условных рефлексов у собак. Шульц проигрывал обезьянам громкий звук, ждал несколько секунд, а затем выдавливал им в рот несколько капель яблочного сока. В ходе эксперимента Шульц наблюдал за электрической активностью отдельных производящих дофамин нейронов в мозге обезьян. В первое время нейроны не возбуждались, пока животное не получало сок. Однако как только обезьяны поняли, что звук предваряет получение сока, те же самые нейроны стали возбуждаться, когда раздавался звук, то есть в момент, предвещающий награду, а не после ее получения. По мнению Шульца, дофаминовая система обучения интересна тем, что в ней все основано на предвкушении.

Предвкушение награды помогает нам формировать привычки. Хорошие, адаптивные привычки помогают нам выживать, позволяя выполнять множество важных задач автоматически, даже не думая о них. Адаптивные привычки поощряются высвобождением дофамина в префронтальную кору и полосатое тело, то есть те области мозга, которые задействованы в контроле поведения, вознаграждении и мотивации. Высвобождение дофамина не только дарит человеку чувство удовольствия, но и вырабатывает у него условный рефлекс. Как мы знаем, обусловливание формирует долговременные воспоминания, которые позволяют нам узнавать стимул при следующей встрече с ним и реагировать соответствующе. Если это позитивный стимул, как бывает в случае с адаптивными привычками, обусловливание мотивирует нас стремиться к нему. Например, если вы съели банан и сочли его вкусным, в следующий раз, увидев банан, вы почувствуете желание его съесть.

Вызывающие привыкание наркотики — как легальные, так и нелегальные, ибо наш организм не умеет их различать, — тоже стимулируют производящие дофамин нейроны системы вознаграждения. В этом случае, однако, концентрация дофамина в префронтальной коре и полосатом теле повышается чрезмерно. Избыток дофамина генерирует сильное удовольствие и формирует условную реакцию на внешние стимулы, которые предвещают удовольствие. Подобные стимулы — скажем, запах сигаретного дыма или вид иглы — пробуждают у человека сильнейшую тягу к соответствующему веществу, а это, в свою очередь, толкает его к поиску наркотика.

Почему некоторые вещества — например, кокаин — формируют зависимости, а не адаптивные привычки? В норме вскоре после связывания с рецепторами клеток-мишеней дофамин отсоединяется от них и вычищается из синапсов. Нейровизуализация показывает, что вызывающий быстрое привыкание кокаин препятствует очистке синапсов от дофамина. Получается, дофамин задерживается в синапсах и продолжает вызывать удовольствие, которое в итоге длится дольше, чем удовольствие от обычных физиологических стимулов. Иными словами, кокаин взламывает систему вознаграждения мозга.

Взлом происходит поэтапно, начиная с установления зависимости, когда наркотик завладевает системой вознаграждения мозга, и заканчивая неспособностью противостоять соблазну. Все известные наркотики, вызывающие привыкание, повышают концентрацию дофамина в центрах удовольствия коры, а это, как считается, приводит к подкрепляющим эффектам, определяющим пристрастие к наркотику. Многие подобные наркотики высвобождают и другие химические соединения, опосредующие вознаграждение.

Однако, продолжая принимать наркотик, человек вырабатывает к нему толерантность. Дофаминовые рецепторы начинают реагировать на него не столь активно, как раньше. Того количества наркотика, которое раньше вызывало кайф (удовольствие), перестает хватать. В результате для достижения сравнимого эффекта человеку нужно все больше наркотика. Нора Волкова, директор Национального института по изучению злоупотребления наркотиками и пионер в области исследования механизмов действия зависимости на мозг, зафиксировала этот процесс в серии нейровизуализаций, выявивших, что через какое‑то время после начала употребления кокаина полосатое тело перестает реагировать на него.

На первый взгляд, толерантность к наркотикам кажется феноменом нелепым. Если человек принимает наркотик, чтобы почувствовать себя лучше, но наркотик уже не справляется с повышением концентрации дофамина до требуемого уровня, то зачем вообще принимать этот наркотик? Здесь в игру вступают позитивные ассоциации. Зависимый человек привыкает связывать наркотик с определенным местом, определенными людьми, определенной музыкой и определенным временем суток. Как ни странно, часто не сам наркотик, а именно эти ассоциации приводят к самому трагичному аспекту зависимости — рецидиву.

Рецидив может случиться, когда человек на несколько недель, месяцев или даже лет прекратил прием наркотика. Воспоминания о приятных ощущениях от его приема и связанных с ним стимулах, по сути, сохраняются на всю жизнь. Встретившись с этими стимулами — увидев наркотик, почувствовав его запах, пройдя по улице, где раньше его покупал, или наткнувшись на людей, которые тоже его принимали, — человек может испытать сильнейшую потребность принять наркотик снова.

В одном из самых интересных исследований зависимости социолог Университета Вашингтона в Сент-Луисе Ли Робинс изучал ветеранов Вьетнамской войны, которые приобрели зависимость от высококачественного героина во время службы. Удивительно, что в большинстве своем они сумели побороть зависимость после возвращения в США: дома не было ни одного из тех стимулов, которые подталкивали их к употреблению героина во Вьетнаме.

Исследования зависимостей

Распространенность рецидивов у зависимых людей говорит нам, что аддиктивные болезни такие же хронические, как и диабет. Людям можно помогать избегать рецидива, но выздоровление от зависимости — процесс длиною в жизнь, требующий огромных усилий и бдительности со стороны зависимого человека. Излечивать зависимости мы пока не умеем, но в последние годы ученые значительно продвинулись в понимании аддиктивных заболеваний.

Первое важное направление исследований связано с нейровизуализацией, и именно его осваивала Нора Волкова. Нейровизуализация позволяет нам заглянуть в мозг зависимого человека и увидеть, какие его области повреждены. Аномальные профили активности помогают объяснить, почему некоторым людям не под силу сдерживать желание принять наркотик, даже если тот уже не приносит удовольствия.

В одном из исследований Волкова давала кокаин зависимым людям и людям без зависимости, а затем сравнивала снимки их мозга, сделанные с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Она ожидала увидеть аномальную активность основных зон системы вознаграждения — и действительно увидела ее, но только у людей, которые не страдали зависимостью. По мере повышения концентрации дофамина активность их системы вознаграждения буквально взлетала. Однако, как ни странно, в мозге зависимых людей почти ничего не менялось. Это наблюдение объясняет, как наш мозг формирует толерантность к наркотикам.

Волкова заинтересовалась зависимостями, поскольку они помогают нам лучше понять нормальную работу мозга. В личной переписке она отметила, что ей всегда хотелось узнать, каким образом человеческий мозг контролирует и поддерживает поведенческие функции. Исследование вызывающих привыкание веществ позволило ей изучить состояние, подрывающее способность к самоконтролю. Нейровизуализация, в свою очередь, помогла ей исследовать зависимых людей. Изучая действие наркотиков на мозг, Нора Волкова немало узнала об устройстве нейронных сетей, которые приводят поведение в соответствие с условиями и стимулами среды, и о том, что при этом испытывает человек. В частности, ее занимали изменения, связанные с удовольствием, страхом и пристрастиями.

Подобным образом, изучая мозг зависимого человека и сравнивая его с мозгом человека без зависимости, Волкова сумела выяснить, какие нейронные сети «рвутся» при зависимости и как это связано с утратой самоконтроля. Ее исследования показали, что зависимость — это болезнь мозга, а изменения, вызываемые наркотиками, влияют на нейронные пути в системах мотивации и вознаграждения.

Второе направление исследований зависимости связано с экспериментами на животных, что, судя по всему, предугадывал еще Дарвин. Поскольку у многих животных есть сходная с человеческой дофаминовая система, ученые могут исследовать пристрастия и зависимости на обезьянах, крысах и даже мухах. Животные модели позволили нам многое изменить в современной медицине, но особенно они помогли в исследовании зависимостей.

Животные быстро впадают в зависимость от наркотиков, и в их мозге происходят физиологические и анатомические перемены, подобные человеческим. У зависимых животных мозг тоже перестает активизироваться в тех областях, которые связаны с системой вознаграждения. Более того, одни и те же факторы повышают вероятность развития зависимости у животных и у людей. Так, мы знаем, что хронический стресс делает крыс и людей более подверженными наркомании, поскольку наркотики способны временно ослаблять некоторые физиологические и эмоциональные последствия стресса. Мы также знаем, что крысы в случае свободного выбора предпочитают те же самые виды наркотиков, что и люди, и в результате становятся зависимыми от них. Кроме того, если не ограничивать им доступ к сильнодействующим наркотикам, например кокаину или героину, животные в конце концов гибнут от передозировки.

Изображения: Рената Фогель