Даже любовь подчиняется математике: учёные обнаружили в мозге загадочную карту человеческих чувств
Учёные обнаружили, что человеческий мозг может раскладывать эмоции по шестиугольной сетке, напоминающей систему координат для навигации. Необычный рисунок активности нашли в области лобной коры, когда люди сравнивали разные эмоциональные состояния. Открытие позволяет предположить, что мозг ориентируется в мире чувств примерно по тем же принципам, по которым определяет наше положение в пространстве.
В эксперименте участвовали 18 добровольцев. Исследователи показывали им лица, на которых одно выражение постепенно сменялось другим, и последовательности эмоционально окрашенных фраз. Участники следили за переменами, а учёные наблюдали за работой мозга с помощью функциональной МРТ. Метод позволяет увидеть, какие области мозга активнее работают в определённый момент, отслеживая изменения кровотока и насыщения крови кислородом.
Чтобы понять замысел эксперимента, достаточно представить обычную карту, где вместо городов расположены эмоции. Психологи давно описывают чувства с помощью двух характеристик: насколько переживание приятно или неприятно и насколько сильно возбуждает человека. Например, спокойное удовлетворение и бурная радость приятны, но различаются по интенсивности. Гнев и восторг, напротив, могут одинаково сильно возбуждать, хотя по эмоциональной окраске находятся на противоположных сторонах карты.
Исследователи решили выяснить, умеет ли мозг пользоваться внутренней картой при сравнении эмоций. Когда добровольцы наблюдали переход от одного эмоционального состояния к другому, учёные обнаружили необычную закономерность в вентромедиальной префронтальной коре, области в передней части мозга, которая участвует в оценке происходящего и принятии решений.
Активность участка зависела от направления перехода между эмоциями и повторялась через каждые 60°. Подобная периодичность характерна для шестиугольной сетки. Получается, мозг мог учитывать направление воображаемого движения между чувствами почти так же, как система навигации отслеживает перемещение между точками на местности.
Почему именно шестиугольник? Подсказку нейробиологи получили ещё в 2005 году, когда обнаружили у крыс особые нервные клетки, помогающие ориентироваться в пространстве. Если отметить места, где активируется один из таких нейронов, точки образуют правильную геометрическую сетку из равносторонних треугольников. Благодаря сеточным клеткам мозг может отслеживать перемещение животного и определять его положение даже без постоянной опоры на зрение.
Судя по результатам нового эксперимента, мозг способен применять сходный принцип и к понятиям, которые нельзя увидеть или потрогать. Причём шестиугольная закономерность проявлялась независимо от того, наблюдали добровольцы за изменением выражений лиц или читали эмоциональные фразы. Исследователи считают, что обнаруженная активность отражала отношения между самими эмоциями, а не особенности изображений или текста.
Учёные также заметили, что мозг учитывал расстояние между эмоциональными состояниями на воображаемой карте. По активности вентромедиальной префронтальной коры можно было частично предсказать, как участники оценят изменения эмоциональной окраски и интенсивности переживаний. Иначе говоря, мозг, вероятно, хранит информацию о том, насколько близки друг к другу разные чувства, и обращается к ней при сравнении эмоциональных состояний.
Впрочем, исследователи пока не нашли в человеческом мозге буквальную сетку из шестиугольников. Томограф не позволяет наблюдать работу отдельных нейронов, поэтому учёные обнаружили лишь характерную периодичность активности, которая согласуется с принципом пространственной навигации. Кроме того, в эксперименте участвовали всего 18 человек. Для подтверждения результатов потребуются дополнительные исследования.
Если гипотеза подтвердится, нейробиологи смогут лучше понять, как человек распознаёт чужие переживания, сравнивает собственные чувства и предполагает эмоциональную реакцию на незнакомые события. Возможно, мозг использует одну и ту же систему координат, чтобы находить дорогу в городе и ориентироваться среди радости, тревоги, страха и других эмоций.