«Природа зверя: Как эмоции управляют людьми и другими животными»

Ученые давно изучают эмоции с помощью фМРТ. Однако в последние годы , основанные на этих данных, все чаще ставятся под сомнение. Нейробиолог Дэвид Андресон уверен, что новые методы, в отличии от томографических, могут приблизить нас к ответам на вопросы о природе и предназначении эмоций. В книге «Природа зверя: Как эмоции управляют людьми и другими животными» («Альпина нон-фикшн»), переведенной на русский язык Марией Багоцкой и Павлом Купцовым, он рассказывает, как изучение мозга у модельных организмов, например мышей или дрозофил, позволяет лучше понять фундаментальные основы эмоций. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом о том, какие выводы можно сделать, наблюдая за реакцией плодовых мушек на мухобойку.

Глава 1. Чувствуют ли плодовые мушки страх, когда спасаются бегством?

В центре закрытого прозрачного контейнера размером с тарелку для салата на небольшом кусочке пищи собрались мушки дрозофил, которые лишь слегка толкают друг друга во время еды. Они кажутся безмятежными, будто коровы, пасущиеся на альпийском лугу. Затем, после нажатия кнопки, над ними начинает медленно парить темная лопатка — фактически это управляемая компьютером мухобойка. Когда тень скользит над кормящимися насекомыми, я наблюдаю их реакцию с помощью видеокамеры. 

Вот тень проходит над мухами в первый раз, и они почти не меняют своего положения, игнорируют ее, словно говоря: «Не мешай мне, я ем». Потом лопатка качается в противоположном направлении, и несколько мушек слегка реагируют, когда край тени скользит по их блестящим алым глазам. После небольшой паузы я снова делаю так, чтобы лопатка прошла вперед и назад. Теперь, когда тень проходит над их головами, некоторые мухи слетают с кормушки на прозрачный пластиковый «пол», тогда как другие беспокойно переминаются с ноги на ногу, но продолжают сидеть на еде. Когда тень движется обратно, еще больше мух соскакивают с еды. Во время следующего прохода с кормушки удаляются оставшиеся мухи, их собратья начинают метаться, но прозрачная крышка в нескольких миллиметрах над головой не дает им улететь. На четвертый и пятый раз кажущиеся обезумевшими мухи сосредотачиваются у стенок контейнера и бегают вдоль них по кругу одна за другой, как поезд по железнодорожному кольцу.

Такое поведение называется «тигмотаксис». Примечательно, что оно сохраняется и после того, как тени перестают мелькать над головой: мухи продолжают двигаться цепочкой вдоль стенки, периодически взмахивая крыльями, если муха сзади оказывается слишком близко. Через одну-две минуты мухи начинают замедляться. Некоторые из них покидают процессию и возвращаются в центр к кормушке. Со временем все больше мух следуют их примеру, и через несколько минут только одна или две продолжают кружить вдоль стенки. Наконец даже эти отстающие будто нехотя возвращаются к еде и снова начинают кормиться вместе с собратьями. Я повторяю весь этот эксперимент на той же группе мух и получаю тот же эффект, затем на другой группе, на третьей, пока не убеждаюсь, что это четкий и воспроизводимый результат, надежно зафиксированный на видео.

Что же происходило в крошечных мозгах этих маленьких мушек, каждая из которых меньше рисового зернышка? Моему внутреннему натуралисту-любителю хотелось бы верить, как верил когда-то Дарвин, что я наблюдал проявление страха у мух. Что тень, многократно проплывающая над головой, вызвала нарастающее ощущение тревоги, которое постепенно пересилило голод и заставило мух прекратить есть, а потом спасаться в панике от того, что они, возможно, восприняли как кружащую над головой насекомоядную птицу, готовящуюся к атаке. Перепугавшись, мухи отскочили подальше от кормушки и затем, оказавшись у стенки, продолжали двигаться вдоль нее, отчаянно пытаясь найти выход и оставаясь как можно дальше от ничем не прикрытого опасного центра. Как только тень исчезла, страх постепенно развеялся, голод победил и мухи, поняв, что на горизонте чисто, вернулись к трапезе.

Однако верно ли такое объяснение? Большинство из нас сталкивались с попыткой прихлопнуть надоедливую комнатную муху (как правило, это более крупная родственница крошечной плодовой мушки), которая жужжит в нашей спальне, мешая нам заснуть. Если мы будем действовать незаметно, успешно и быстро, мы убьем ее с первого удара. Но если мы промахнемся, муха улетит. Это можно смоделировать и в лаборатории, не уничтожая мух: наведите тень на муху, сидящую на небольшой жердочке, и она в течение нескольких миллисекунд отскочит, выполняя грациозные балетные движения. Вы можете запечатлеть это с помощью высокоскоростной видеокамеры, снимающей кадров в секунду, подобно тому, как это изящно сделала Гвинет Кард, когда была аспиранткой в Калифорнийском технологическом институте.

Но действительно ли это отскакивание от источника опасности свидетельствует о наличии страха? Или это просто хорошо отработанный рефлекс взлета при опасности? Невозможно сказать наверняка, поскольку обычно после такого бегства муха исчезает из виду. Для решения этой проблемы я создал автоматическую установку в духе карикатуриста Руба Голдберга, позволяющую снова и снова размахивать мухобойкой над мухами, пока они находятся в контейнере, из которого не могут выбраться. Я продолжал наблюдать за мухами после того, как прекращал двигать мухобойкой над их маленькими головками. Более того, установка позволяла мне многократно проводить мухобойкой над мухами, и я изучал, как меняется их реакция с течением времени. Мое предположение оказалось верным: чем большее количество раз проходит мухобойка над мухами, тем более возбужденными они становятся.

И все же действительно ли поведение, которое я наблюдал, используя автоматическую мухобойку, было проявлением страха? Ведь оно, несомненно, было похоже на то, как ведут себя позвоночные животные, когда (как мы предполагаем) они напуганы. Так, птицы взлетают с вашей кормушки на ближайшее дерево при появлении кошки, а газели в африканской саванне разбегаются от водопоя при приближении льва. А тигмотаксис (бег по кругу) считается классическим проявлением тревожности у грызунов. Таким образом, поведение, которое я спровоцировал у мух, несомненно, обладало тем, что специалисты по поведению животных называют внешней валидностью: оно выглядит так, как должно выглядеть, если животное боится. Более того, имелась и так называемая конструктная валидность: поведение получали в лаборатории (то есть конструировали) с помощью стимулов, имитирующих тот тип угрозы, с которым животное, вероятно, сталкивалось в реальной жизни. Но означало ли это, что наличие страха у мух в этой ситуации — единственное объяснение тому, что я наблюдал?

***

Поразмыслив и обсудив эксперимент с коллегами, я понял, что, даже если поведение, например кружение вдоль стенок, выглядело как проявление страха, этого еще недостаточно, чтобы утверждать, будто мухи боятся. Мухи обладают хорошо известным рефлексом, который называется оптомоторной реакцией, когда непрерывное движение полос по сетчатке заставляет животное двигаться в направлении, позволяющем максимизировать зрительный поток. Такое поведение не вызвано страхом или какой-то внутренней мотивацией, это похоже на то, как человек, шагающий по беговой дорожке, постоянно переставляет ноги, чтобы просто не упасть. 

Можно предположить, что оптомоторный рефлекс запускается, когда мухи оказываются у стенки. Вероятно, когда мухи начинали идти по кругу, движение стены относительно их глаз создавало зрительный поток, и это побуждало их продолжать двигаться по кругу, просто чтобы поддерживать этот поток. В таком случае здесь не было ни страха, ни тревоги, ни отчаянных поисков выхода из замкнутого пространства, а только врожденная рефлекторная двигательная реакция, вызванная зрительными стимулами, когда мухи начинали кружить вдоль стенки. Майкл Дикинсон, мой выдающийся коллега из Калифорнийского технологического института, изучает поведение мух с точки зрения инженера-авиаконструктора. Сравнивая муху с истребителем, ведущим маневренные воздушные бои на автопилоте, он вновь и вновь доказывает, что многообразные,кажущиеся преднамеренными действия мух на самом деле оказываются всего лишь сложными рефлексами — изменениями движений крыльев или положения тела в ответ на зрительные сигналы, запаховые следы и ток воздуха.

Чем больше я об этом думал, тем яснее понимал, что, к сожалению, не существует способа точно определить, какое из этих двух объяснений поведения мух в эксперименте с мухобойкой верно. Я потратил больше года, создавая различные приспособления, чтобы «уговорить» мух продемонстрировать какие-то доказательства существования у них чего-то, что (по крайней мере, мне) показалось бы похожим на страх. И хотя, на поверхностный взгляд, с учетом нашего антропоморфизма, у мух иногда в этих опытах действительно проявлялось что-то похожее на страх, но находилось альтернативное, не менее разумное объяснение без привлечения каких-то эмоций. Это могла быть врожденная автоматическая, рефлекторная реакция, основанная на сложных психофизиологических механизмах, отточенных за миллионы лет эволюции. Если вы не знаете, что происходит в мозге, а просто наблюдаете за животным, которое демонстрирует определенное поведение в ответ на конкретный сенсорный стимул, бывает очень сложно понять, рефлекс это или поведение, управляемое внутренним состоянием животного.

Подробнее читайте:
Андресон, Д. Природа зверя : Как эмоции управляют людьми и другими животными / Дэвид Андерсон ; Пер. с англ. [Марии Багоцкой, Павла Купцова] — М. : Альпина нон-фикшн, 2026. — 366 с.