В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Human Behavior в понедельник, 26 февраля, ученые добились значительного прогресса в понимании роли химических нейромодуляторов, в частности дофамина и серотонина, в формировании социального поведения. 

В этом исследовании, в котором участвовали пациенты с болезнью Паркинсона, перенесшие операцию на мозге в естественных условиях, основное внимание уделялось substantia nigra — ключевой области мозга, отвечающей за двигательный контроль и обработку вознаграждения.

Нейрохимический механизм 

Под руководством Рида Монтегю, специалиста по вычислительной нейробиологии из Вирджинского технологического института, международная команда обнаружила нейрохимический механизм, лежащий в основе склонности человека к принятию решений на основе социального контекста. Этот механизм объясняет, почему люди более склонны принимать предложения от компьютеров, чем от человеческих коллег в играх, связанных с принятием решений.

«Когда люди знают, что играют с компьютером, они играют идеально, как математические экономисты — они делают то, что должны делать. Но когда они играют с человеком, они не могут удержаться. Они часто вынуждены наказывать меньшую ставку, отклоняя ее», — объясняет Монтегю.

Влияние химических веществ на принятие решений 

В исследовании использовалась «игра в ультиматум», чтобы проанализировать реакцию пациентов на предложение разделить 20 долларов как от людей, так и от компьютерных игроков. Такая установка позволила исследователям наблюдать за динамическим взаимодействием дофамина и серотонина в режиме реального времени, что позволило получить новое представление о том, как эти химические вещества влияют на принятие решений в социальных условиях.

«Уровень дофамина выше, когда люди взаимодействуют с другим человеком, а не с компьютером», — говорит соавтор исследования Дэн Банг, доцент Орхусского университета в Дании. «И здесь было важно, что мы также измерили уровень серотонина, чтобы дать нам уверенность в том, что общая реакция на социальный контекст зависит от дофамина».

Различение ролей двух нейротрансмиттеров 

«Уникальность нашего метода в том, что он позволяет измерять более одного нейротрансмиттера одновременно — влияние этого фактора не должно быть упущено. Мы видели эти сигнальные молекулы и раньше, но впервые увидели, как они танцуют. Никто раньше не видел этот танец дофамина и серотонина в социальном контексте», — говорит соавтор исследования Сет Баттен, старший научный сотрудник лаборатории Монтегю.

Кен Кишида, соавтор исследования и доцент Медицинской школы Университета Уэйк Форест, рассказал о сложностях интерпретации электрохимических сигналов, которые удалось решить с помощью передовых инструментов машинного обучения. Эти инструменты помогли выделить конкретные роли дофамина и серотонина из необработанных данных, собранных во время операции.

Более широкие последствия 

Последствия этого исследования выходят за рамки понимания социального поведения, предлагая потенциальное понимание патологии болезни Паркинсона и других заболеваний мозга. Монтегю выразил надежду, что полученные им результаты могут в конечном итоге способствовать улучшению клинических результатов для пациентов с болезнью Паркинсона, учитывая влияние заболевания на нейроны, вырабатывающие дофамин.

Майкл Фридландер, исполнительный директор Института биомедицинских исследований имени Фралина, высоко оценил потенциал исследования, способного произвести революцию в неврологии и психиатрическом лечении. Он подчеркнул важность дофамина, серотонина и других нейротрансмиттеров при психических расстройствах, предположив, что это исследование может привести к более точным и эффективным методам лечения.

«В мире существует огромное количество людей, страдающих от различных психических заболеваний, и во многих случаях фармакологические решения работают не очень хорошо», — сказал Фридландер, который также является вице-президентом Virginia Tech по наукам о здоровье и технологиям. 

«Дофамин, серотонин и другие нейротрансмиттеры в некотором роде тесно связаны с этими расстройствами. Эта работа добавляет реальную точность и количественные показатели для понимания этих проблем. Единственное, в чем мы можем быть уверены, — эта работа будет чрезвычайно важна в будущем для разработки методов лечения».

Значение исследования 

Это исследование является кульминацией более чем десятилетней работы Монтегю и его команды по измерению нейротрансмиттеров в реальном времени в человеческом мозге, открывая новые пути для понимания нейрохимических основ человеческого познания и поведения.

«Мы многократно проводили активные измерения нейротрансмиттеров в различных областях мозга, и теперь мы достигли того момента, когда затрагиваем важнейшие элементы того, что делает нас людьми», — заключил Монтегю.