Древняя натура

Что мы узнали о вредных привычках благодаря животным

Пару недель назад мы рассказывали, как формируются привычки у людей и почему некоторые из них превращаются в зависимости. И нам кажется важным уточнить сейчас, что многие исследования механизмов формирования привычек у людей были проведены с участием лабораторных животных. Из этого следует несколько вопросов. Первый — есть ли привычки и зависимости у животных в человеческом понимании? Почему те привычки, что есть, (не) бывают вредными? Как вообще это все функционирует с точки зрения нейробиологии? И корректно ли вообще исследования человеческого поведения проводить на животных моделях? Ответы на эти вопросы — в следующих 3 тысячах слов.

Этой статьей N + 1 продолжает проект «Когда рассеется дым». Он посвящен курильщикам, никотину, этическим, биохимическим и антропологическим аспектам практик курения, а также фундаментальной науке, которая связана с этим явлением, — токсикологии, вопросам открытости данных и многому другому. Проект подготовлен при поддержке компании «Филип Моррис Интернэшнл» в России. Мнение авторов статей может не совпадать с позицией компании.

Если вы читали наш первый текст про привычки, кое-что из того, что мы будем рассказывать про них у людей, покажется вам знакомым. И ощущения вас не обманут. Мы считаем важным повторить, как они устроены у людей, чтобы тут же наглядно сравнить с животными механизмами.


Что отличает привычку от зависимости?

Привычка — это не просто ежедневная рутина, которая может быть полезна или вредна для здоровья. Это целая нейробиологическая концепция, обозначающая набор действий, выполняемых последовательно и почти автоматически в ответ на какой-то стимул. Помимо «хороших» и «плохих» привычек есть и нейтральные, и они составляют почти половину наших ежедневных действий. Мы выполняем их, думая о чем-то другом. Таким образом мозг экономит энергию для других, осознанных задач.

При многократном выполнении последовательности действий мозг группирует их, как вагоны в поезде, и начиная с какого-то момента весь «состав» запускается целиком. Это можно сравнить с тем, как пианист автоматически двигает руками во время исполнения пьесы или гимнаст выполняет сложный элемент, не задумываясь. И действительно, исследования показывают, что за формирование сложных моторных навыков отвечает тот же отдел мозга, что и за формирование привычек.

Отличительной особенностью привычек можно назвать отсутствие осознаваемой цели действия. Точнее, когда привычка только формируется, цель, скорее всего, есть, однако после многократных повторений она перестает быть нужна. Возьмите на заметку, если собираетесь развить в себе какую-то привычку — без регулярных повторений у вас ничего не получится.

Это можно проиллюстрировать экспериментом с участием лабораторных животных: если поначалу некоторая последовательность действий — например, прохождение лабиринта крысой — вознаграждается лакомством, то со временем необходимость в вознаграждении отпадает. Происходит обесценивание вознаграждения. Более того, если лакомство давать одновременно с горьким раствором соли хлорида лития, подопытные грызуны теряют желание выполнять задание, но если им предлагать достаточно долго (это называется overtraining — переобучение), со временем они снова начнут проходить лабиринт, даже с учетом того, что в конце их не ждет ничего хорошего.

В этом частично кроется ответ на вопрос, как привычки перерастают в зависимости. Надо уточнить, что зависимость — куда более сложная концепция, чем привычка. Если на бытовом уровне мы оцениваем ее как «привычка, от которой невозможно отказаться даже при сильном желании», то на физиологическом уровне развитие зависимости включает в себя изменение работы систем мотивации, контроля и даже обмена веществ, и задействует гораздо больше отделов мозга, чем формирование привычки.

Раньше зависимость рассматривали как «неудачно» сформированную сильную привычку, в том числе по причине утери сознательного контроля над действиями и обесценивания последствий. Однако в настоящее время исследователи склонны считать, что привычное поведение — только «верхушка айсберга» зависимости. Если привычка запускается внешним стимулом, то зависимостью движет навязчивое влечение.

Старший преподаватель кафедры физиологии человека и животных МГУ им. Ломоносова Максим Ловать, в чьи научные интересы входит разработка и изучение экспериментальных моделей алкоголизма, считает, что с точки зрения фармакологии привычка принципиально отличается от зависимости.

«Привычки строятся на внешних стимулах, а, значит, не разрушается структура поведения, — говорит он. — При зависимости стимулы внешнего мира полностью извращаются: те стимулы, которые приводят к потреблению вещества, считаются положительными, а те, что мешают — отрицательными».


Есть ли привычки и зависимости у животных?

В основе формирования привычного поведения лежит эволюционно древний нейробиологический механизм. Поэтому многие исследования как привычек, так и зависимостей, были проведены с участием животных: грызунов и обезьян. К примеру, обучая крыс проходить крестообразный лабиринт, можно развить у них привычку всегда сворачивать налево — вне зависимости от того, с какой стороны крыса зашла и где лежит лакомство. Напоминает ситуацию, когда в метро на своей станции вы всегда поворачиваете в одну и ту же сторону. И если вдруг зашли с другого выхода, можно случайно уехать не туда (с автором это случается регулярно).

Говоря о привычках у животных, нельзя не вспомнить принципы дрессировки. В ответ на условный сигнал морской лев в цирке плывет за мячом, а дельфин прыгает сквозь кольцо. Дрессировке поддаются очень многие животные, не только домашние (такие как собаки и лошади), но и дикие. По всей видимости, конечный результат можно назвать привычным поведением, а специалисты по дрессировке говорят, что «привычность» (habituation) — важнейшая часть обучения трюкам и командам, наравне с другими факторами, такими как социализация и подкрепление.

Можно спорить о том, является ли выполнение трюка морским львом условным рефлексом или привычным поведением, закрепленным в результате осознанной тренировки. Однако при формировании условного рефлекса животное бессознательно связывает между собой два события (выделение желудочного сока в ответ на звонок, как в классических экспериментах Павлова). В то же время в процессе так называемого «инструментального обусловливания» животное получает подкрепление после того, как выполнило (или не выполнило) определенное действие. Это значит, что в начале тренировки действия животного определяются желанием получить лакомство, так же как и в экспериментах с крысами, где у них вырабатывали привычку поворачивать в лабиринте. С увеличением количества повторений ценность награды снижается, а поведение из осознанного превращается в привычное.

Но если животные так хорошо формируют привычки по желанию человека, несложно представить себе, что в естественных условиях ими также определяется значительная часть повседневного поведения. К примеру, в дикой природе животные любят ходить в одни и те же места одними и теми же маршрутами, что упрощает работу исследователям.


Можно ли назвать некоторые привычки животных вредными?

Некоторые владельцы домашних животных могут сказать, что у их кота есть вредная привычка лазать по кастрюлям, а у собаки — лаять на прохожих. Однако, с точки зрения самих питомцев, ничего вредного в этих привычках нет. Дело в том, что вредная привычка — это по большей части социальный конструкт, который описывает поведение людей в обществе. Под вредными привычками обычно понимают такие действия, которые ухудшают здоровье (алкоголь, наркотики или переедание) или социальные взаимодействия с окружающими (то же употребление алкоголя или привычка ковырять в носу, например).

В естественной среде обитания у животных чаще всего просто нет ресурсов, чтобы развить вредную привычку или зависимость. Конечно, в качестве курьезных исключений можно вспомнить птиц, которые объедаются забродившими ягодами или впадающих в состояние эйфории котов, нанюхавшихся валерьянки. Однако у ученых на самом деле нет свидетельств, что птицы поступают так регулярно (если поступают вообще).

Что касается валерьянки или кошачьей мяты, считается, что их летучие компоненты, в частности непеталактон, имитируют половые феромоны кошек. После воздействия вещества животное впадает в состояние возбуждения. Ветеринары считают, что это довольно безопасно и не может привести к развитию зависимости, так как у животных быстро вырабатывается соответствующая толерантность.

Кроме того, эти вещества возбуждающе действуют не на всех кошек, а лишь на носителей определенного варианта гена. Да, еще в середине XX века исследователи задались вопросом, наследуется ли реакция на кошачью мяту, и выяснили, проверив реакцию нескольких кошачьих семей, что способность возбуждаться от ее запаха наследуется как доминантная аллель и не связана с полом животного. Таким образом, согласно классическим законам Менделя примерно три четверти всех кошек должны приходить в восторг от этого растения. Зоомагазины даже предлагают специальные игрушки, пахнущие кошачьей мятой, для развлечения питомцев. Тем не менее, «старшие братья» домашних кошек в дикой природе, по-видимому, не увлекаются нюханьем травы. По крайней мере, небольшой эксперимент на тиграх показал, что кошачья мята и ее аналоги на них не действуют.

В Африке также популярны рассказы о пьяных слонах, объевшихся забродивших плодов марулы (кстати, кроме слонов их поеданием увлекаются и другие животные, включая обезьян). Пытаясь разобраться в этой истории, ученые сначала подсчитали, что теоретически слон не способен съесть столько плодов, чтобы опьянеть — учитывая, что метаболизм этанола у них такой же, как у человека. Если принять это допущение, то слону, который весит три тонны, нужно употребить от 10 до 27 литров семипроцентного алкоголя. Такое количество практически невозможно получить из плодов. Однако, судя по всему, не стоит сравнивать слонов с людьми — из-за мутаций, возникших еще у обезьян в гене алкогольдегидрогеназы ADH7, приматы довольно устойчивы к этанолу по сравнению с остальными млекопитающими. Поэтому миф о пьяных слонах снова получил право на жизнь. Так или иначе, марула плодоносит не круглый год, а значит, возможности постоянно подпитывать вредную привычку у слонов нет.

Все меняется, если мы попытаемся развить зависимость у животных в лабораторных условиях, где стимулятор легко доступен. «С точки зрения фармакологии (нейрохимии) наш мозг и мозг грызунов идентичен, — комментирует Максим Ловать. — Поэтому большинство видов зависимостей, не только от алкоголя и наркотиков, но и игромания, смоделированы на крысах».


Карты, деньги, два драже

Чтобы подтвердить общность механизмов формирования поведения между нами и крысами, не обязательно привлекать тяжелую фармакологию. Тем более, что современная классификация психических расстройств разделяет зависимости от фармакологических субстанций и от «поведенческих» зависимостей. Хотя в их основе лежат общие биологические механизмы, по всей видимости, во втором случае доля привычки в формировании нездорового поведения гораздо выше.

Возьмем самый жизненный пример — привычку заедать стресс вкусной едой. Можно ли назвать ее вредной? Безусловно, ведь многие люди в результате начинают страдать от избыточного веса или ожирения. Ведет ли она к развитию зависимости? Да, в последнее время зависимость от еды тоже признается аддиктивным расстройством.

Дело в том, что еда вызывает активацию тех же биохимических цепочек в мозге, что и фармакологические стимуляторы, а зависимые демонстрируют те же поведенческие симптомы. Например, они тратят очень много времени на поиск стимулятора (в данном случае на еду) и закрывают глаза на возможные плохие последствия, то есть в целом теряют контроль над своим поведением. Сюда же относится компульсивное переедание, то есть приступы обжорства.

Нездоровая тяга к еде может быть вызвана не только каким-то конкретным компонентом (например, сахаром), но также сочетанием компонентов, делающих ее вкус приятным: сахара, жира и соли. Здесь между нами и крысами нет никакой разницы. Исследования показывают, что если лабораторным животным предоставлять неограниченный доступ к более вкусной (то есть богатой перечисленными компонентами) еде, чем их обычный корм, они начинают понемногу, хронически переедать — и в итоге набирают вес. Более того, крысы также демонстрируют признаки компульсивного переедания: если доступ к еде ограничить, со временем животные, наконец добравшись до кормушки, начинают неуемно поглощать пищу (или лакать сахарный сироп) до тех пор, пока не объедаются.

Более того, ученые продемонстрировали, что предварительное ограничение калорий (диета) в сочетании со стрессом приводят к ускоренному развитию расстройства пищевого поведения у животных. В этих экспериментах в качестве стимулятора для крыс использовали печенье с начинкой — идеальное сочетание жира и сахара, способное вызвать зависимость. Можно сделать вывод, что, если бы в природе крысы намеренно сидели на диете, они бы тоже срывались и объедались печеньем.

В данном случае благодаря лабораторным животным нейробиологи выяснили, что нездоровое поведение (обжорство) не является последствием «безволия» или нежелания вести здоровый образ жизни. Это симптом расстройства, обусловленного определенными обстоятельствами.

Кроме того, животные модели указывают нам на то, что, если бы у крыс были казино, некоторые из них проигрывали бы там немалые деньги. Дело в том, что на лабораторных грызунах можно воспроизвести «айовский игровой тест» (Iowa Gambling Task), который используют для определения склонности к игромании и зависимости от азартных игр.

В этом тесте игрокам предлагают четыре колоды, из которых нужно случайным образом тянуть карты. Карты предлагают либо выигрыш, либо штраф. Две колоды являются более «рисковыми», то есть выигрыш там больше, но штрафы также большие. Две остальные предлагают карты с более скромным вознаграждением и штрафами. В долгосрочной перспективе предпочтение «рисковых» колод ведет к накоплению долга, тем не менее, люди со склонностью рисковать выбирают их. В то же время более умеренные люди предпочитают тянуть карты из безопасных колод, которые с увеличением числа попыток позволяют выиграть немного денег.

В крысином игровом тесте колоды заменены кнопками, нажимая на которые, можно получить сахарное драже. Нажимая на «безопасные» кнопки можно получить немного драже, либо ненадолго выключить подачу угощения, а нажимая на «рисковые» можно получить больше драже, либо выключить кнопку надолго. Предлагая животным играть в «казино» и имитируя соответствующую таким заведениям обстановку, ученые, в частности, показали, что музыка и вспышки света усиливают склонность рисковать, что успешно применяют на практике владельцы заведений.

Благодаря моделям психологи выяснили, что зависимость от азартных игр сопровождается такими чертами как импульсивность, склонность спонтанно принимать решение и пониженное ощущение удовольствия от вознаграждения. Кроме того, склонность к рискованному поведению — свойство личности, характерное только для некоторых особей — не только у людей, но и у братьев наших меньших.


Где кроются привычки?

Благодаря экспериментам с участием грызунов нейробиологи выяснили, где формируются привычки — это эволюционно древняя часть мозга под названием базальные ганглии. Они представляют собой скопления серого вещества, расположенные отдельно от коры полушарий, но активно с ней взаимодействующие. Самая большая из них — стриатум, который отвечает за множество функций, в том числе обучение и работу системы вознаграждения. Значительная часть сигналов приходит в стриатум из коры (той части мозга, которая отвечает за сознательную деятельность).

Небольшую его часть, которая у грызунов называется дорсолатеральный стриатум (у приматов соответствует структуре под названием скорлупа) идентифицировали в качестве источника возбуждения в уже упоминавшихся экспериментах с лабиринтами. Оказалось, что в процессе прохождения крестообразного или Т-образного лабиринта определенная группа нейронов дорсолатерального стриатума активируется в начале, либо в конце выполнения задания. Однако с течением времени эта группа активируется и в начале, и в конце, а также в середине пробега в момент поворота. Физиологи определили этот паттерн возбуждения как закрепление задания в автоматической форме.

Однако кора головного мозга тоже принимает участие в регуляции привычного поведения. В префронтальной коре, которая отвечает за планирование и принятие решений, нейрофизиологи из Массачусетского технологического института обнаружили буквально «выключатель привычек». В таком же эксперименте с Т-образным лабиринтом было показано, что у крыс, кроме базальных ганглиев, активируется небольшой участок коры в так называемой инфралимбической зоне. Ученые попробовали изменить ее активность при помощи инструментов оптогенетики в тот момент, когда животное должно было по привычке свернуть налево или направо — и это привело к быстрому отказу от привычки. «В момент подавления активности инфралимбической коры у крысы как будто происходит переключение с автоматического режима на сознательный, и она начинает задумываться, а зачем, собственно, она туда бежит», — прокомментировал исследование один из авторов работы.

Без «мозгового выключателя» от некоторых привычек бывает избавиться довольно сложно. И виной тому в том числе дофамин — центральный нейромедиатор в системе вознаграждения мозга. Хотя, как мы упоминали, в процессе формирования привычки происходит обесценивание внешней награды, на этапе обучения дофамин очень важен для появления ассоциации действия с наградой. Положительное подкрепление связано с тем, что в момент удовольствия дофамин выбрасывается из отдела базальных ганглиев под названием черная субстанция и активирует рецепторы на нейронах стриатума. Чем больше выброс дофамина на начальной стадии, тем быстрее закрепляется привычка. Исследователи из университета Джона Хопкинса выяснили, что дофамин выбрасывается при возникновении ассоциации с прошлой наградой, даже если прямо сейчас ничего хорошего не происходит.

Награда и сопутствующий выброс дофамина также активируют нейроны в области стриатума под названием прилежащее ядро. Этот отдел напрямую связывают с развитием зависимости, в частности, фармакологической. Более того, с прилежащим ядром связывают возникновение обусловливания — по сути, формирования условного рефлекса, когда обстановка или внешние стимулы тоже становятся подкреплением в формировании зависимости.

С дофамином связан и тот феномен, что вредные привычки «прилипают» далеко не ко всем. Дело тут тоже далеко не только в самодисциплине и силе воли, но и в генетике. Отличия в последовательностях генов, кодирующих рецепторы дофамина, определяют, насколько хорошо эти белки связывают дофамин и определяют нижележащую активацию нейронов, а также могут влиять на количество этих самых рецепторов. Здесь мы снова мало чем отличаемся от крыс и мышей: рецепторы дофамина всех четырех типов у нас несут полиморфизмы, которые определяют особенности поведения и реакцию на различные стимуляторы. Чем хуже рецепторы активируются дофамином, тем больше тяга усилить его выброс любым способом.


Где проходит граница?

Итак, между человеком и другими животными есть большое сходство с точки зрения нейрофизиологии и восприимчивости к разным слабостям. Его можно наблюдать как в лаборатории, так и, возможно (но не точно), в природе. Однако не все ученые считают, что исследования на животных дают нам ценную информацию о зависимостях у человека.

Психолог Мэтт Филд из Университета Шеффилда полагает, что в нашем обществе этот феномен довольно уникален. Если говорить о вредных привычках, люди часто придерживаются их сознательно, прекрасно осознавая все последствия.

Уровень автоматизма, который характерен для животных в формировании привычного поведения, может определять многие наши действия, в том числе не очень хорошие (привычка грызть ногти, например). Но многие вредные привычки привычками по сути не являются, так как компонент автоматизма сведен в них к минимуму. Некоторые из них, скорее, можно назвать сложными ритуалами, в которых играет роль не только стимулятор, но и окружающая обстановка, факторы среды.

К примеру, многие люди любят выпить кофе не только за то, что он бодрит, или предотвращает синдром отмены, но и потому что им необходимо иногда взять паузу и сконцентрироваться в течение насыщенного рабочего дня. То же и с курением — люди часто достают очередную сигарету не только ради дозы никотина, но и ради самого процесса. Чтобы курильщики, которые не готовы совсем отказаться от этой вредной привычки, переключались на альтернативные сигаретам устройства нагревания табака (которые позиционируются как менее вредные за счет отсутствия процесса горения табака, в ходе которого выделяется основной массив вредных веществ), их производители стремятся создать продукт, максимально воспроизводящий вкус, чувственные восприятия и сам ритуал курения. Такие устройства выделяют табачный пар, состоящий преимущественно из глицерина, воды и никотина. Этот пар помогает, в частности, более полно имитировать процесс курения.

Социальные факторы настолько важны в формировании зависимостей, что одним из самых эффективных вариантов для избавления от них на сегодняшний день можно назвать когнитивно-поведенческую терапию или клубы, где люди общаются и поддерживают друг друга (типа Общества Анонимных Алкоголиков), указывает Мэтт Филд.

Безусловно, без животных моделей мы не смогли бы узнать базовую физиологическую основу формирования как привычек, так и зависимостей. Как и в тысяче других случаев, знания о работе мозга были по крупицам собраны в экспериментах на безмолвных героях лабораторий. Тем не менее, социальную и ритуальную составляющую, которая зачастую определяет самодеструктивное поведение людей, на крысах изучать крайне сложно.

Более того, несмотря на то, что в экспериментах на животных удалось обнаружить несколько препаратов, которые впоследствии использовались для терапии человеческих зависимостей (как, например, варениклин, который использовался для лечения никотиновой зависимости), вероятно, эти модели исчерпали свои предсказательные возможности. «В последние двадцать лет почти все перспективные молекулы, найденные таким образом, провалились в испытаниях на людях, — пишет Филд, — это значит, нам стоит задаться вопросом, насколько животные модели объективно описывают человеческую зависимость».

Данная статья не является рекламной и преследует социально значимые цели предупреждения потенциальных потребителей табачных изделий о вреде, наносимом потреблением табака, и просвещения населения и информирования его о вреде потребления табака и вредном воздействии табачного дыма на окружающих.

Дарья Спасская

Другие материалы проекта «Когда рассеется дым»:

  1. «Антропология курения». Отвечаем на вопрос, можно ли изучать взаимодействия человека с табаком как социальный феномен.
  2. «Иголка в стоге данных». Рабираемся, что такое системная токсикология и зачем она нужна.
  3. «Брось курить или молчи». Рассказываем, что такое концепция «снижения вреда» и каким образом она (не) работает;
  4. «Затяжное счастье». Бросить курить очень сложно — в этом материале объясняем почему.
  5. «Одобрено государством». Рассказываем, как Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) защищало потребителей от вредной продукции;
  6. «Не курить». Табак годится не только для производства сигарет. Рассказываем, как это растение используют ученые.
  7. «Ученые (не) доказали». Вспоминаем, когда громкие исследования отзывали из авторитетных научных журналов и почему.
  8. «В чистом виде». Никотин – основной фактор, вызывающий зависимость от табака, но есть у него и полезные свойства. О них рассказываем в этом материале.
  9. «Биохимия курильщика». Выясняем, как вычислить курильищка и что, помимо никотина, содержится в сигаретах и табачном дыме.
  10. «По секрету всему свету». Рассказываем, как ученые делятся результатами исследований друг с другом и со всем миром и какие трудности вынуждены преодолевать.
  11. «Полезная рутина». Объясняем, как из осознанных действий рождаются автоматизмы и почему быть под контролем привычки не всегда плохо.
  12. «Горе от коллективного ума». Очевидные, кажется, решения по снижению вреда иногда попросту не работают. В этом материале разбираем несколько таких примеров.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.