Молнии внутри мозга
Нейроны и экономика. Молнии внутри мозга. Гемоглобин и окись азота
Нейробиологи Гарвардского университета пришли к заключению, что возможность принимать экономические решения определенного типа запрограммирована на уровне нейронов головного мозга. Все мы ежедневно сталкиваемся с необходимостью выбирать какой-то вариант поведения из нескольких возможных. Например, что приготовить на завтрак – салат или омлет? Что посмотреть вечером по телевизору – мелодраму с любимой актрисой или леденящий кровь детектив? При этом мы сознательно, а чаще бессознательно сортируем эти возможности по простому критерию – что нравится больше, а что меньше (и чаще всего выбираем первое). Подобной способностью наделены и многие животные, что давно доказали зоопсихологи. Ее изучением занимаются многие исследователи, в том числе экономисты. Это естественно: ведь экономика интересуется тем, каким образом мы используем свои ресурсы для достижения своих целей. А поскольку ресурсы всегда ограничены, а желания и цели безграничны, по необходимости приходится решать, что важнее или доступнее. Так что проблема осознанного выбора является законной областью интересов экономики. В последние годы ей уделяют много внимания представители нейроэкономики, сравнительно новой специальности, которая исследует внутримозговые процессы, ответственные за принятие экономических решений. Экономисты полагают, что наши рациональные оценки обладают свойством транзитивности. Это означает, что если выбор А нам нравится больше выбора Б, а выбор Б – больше выбора В, то при выборе между А и В мы скорее всего предпочтем А. Этот принцип заложен во множестве экономических моделей человеческого поведения. Не исключено, что способность к транзитивным оценкам люди унаследовали от своих обезьяноподобных предков. На эту мысль наталкивают эксперименты профессора Джона Ассада и его ассистента Камилло Падоа-Шиоппа. Они наблюдали поведение макак, которым давали на выбор те или иные порции разных фруктовых соков. Эти опыты не только позволили выяснить, как именно животные ранжируют предложенные лакомства, но и показали, что макаки в целом соблюдают принцип транзитивности. Но гарвардские экспериментаторы выяснили и нечто более интересное. Они обнаружили, что при осуществлении транзитивных выборов возбуждается одна определенная группа нейронов, расположенных в орбитофронтальной зоне коры больших полушарий головного мозга. Это как раз и позволяет предположить, что способность к таким решениям изначально закодирована в связях между этими нервными клетками. Местонахождение предполагаемого «центра транзитивности» делается понятней, если учесть, что орбифронтальная зона непосредственно участвует в формировании эмоций, а наши предпочтения как правило имеют ту или иную эмоциональную окраску. Американские ученые измерили электрические потенциалы, возникающие при работе клеток головного мозга. Цитологи давно знают, что внешние мембраны живых клеток пронизываются сильными электрическими полями. Они возникают благодаря различной концентрации ионов и заряженных макромолекул вне и внутри клеток. Теперь оказалось, что подобные поля существуют и внутри клеток. Чтобы выяснить их величину, профессор химии Мичиганского университета Рауль Копелман и его коллеги использовали прозрачные полимерные сферы диаметров в 30 нанометров, заполненные органическими пигментами. При облучении голубым светом они испускают красные и зеленые лучи, спектральный состав которых зависит от величины внешнего электрического поля. Такие пигменты уже несколько десятилетий используют для измерения трансмембранных потенциалов, так что их свойства хорошо известны. Ученые вводили полимерные наносферы внутрь клеток мозговых опухолей и затем производили спектральные промеры. Они показали, что напряженность внутриклеточных полей достигает 150 тысяч вольт на сантиметр. Электрические поля, которые возникают в грозовых тучах при ударах молний, в несколько раз слабее. Конечно, реальные разности потенциалов внутри клеток очень малы. Гигантские напряженности возникают из-за того, что участки клеток с неодинаковыми потенциалами разделены очень короткими дистанциями. Для чего клетки нуждаются в таких полях и как они их создают, пока совершенно не ясно. Исследователям также предстоит выяснить, существуют ли различия между полями нормальных и опухолевых клеток. В общем, работы тут непочатый край. Сотрудники нескольких американских научных центров обнаружили биохимическую функцию гемоглобина, которая до сих пор ускользала от внимания исследователей. Гемоглобины – это семейство сложных белков, в состав которых входит железо. Их постоянно производят эритроциты, клетки красной крови. Давно известно, что гемоглобины переносят кислород от органов дыхания к тканям, а оттуда транспортируют углекислый газ. Оказывается, они работают отнюдь не только в качестве транспортного средства. Руководитель отдела сосудистой медицины Национального института сердца, легких и крови Марк Глэдвин и его коллеги обнаружили, что эти белки катализируют химические превращения, приводящие к образованию окиси азота из нитрита натрия. Молекула окиси азота состоит из одного атома кислорода и одного – азота. Несмотря на свою простую структуру, это соединение управляет великим множеством важнейших физиологических процессов. Оно участвует в передаче сигналов между нервными клетками, регулирует расслабление гладких мышц кровеносных сосудов, тормозит возникновение тромбов и играет важную роль в работе почек и иммунной системы. До сих пор никто не предполагал, что рождение окиси азота как-то связано с гемоглобинами.