Нейробиологи проследили за изменением уровней дофамина и серотонина при игре на деньги

Американские ученые исследовали динамику уровней дофамина и серотонина в сетчатом слое черной субстанции в моменты, когда человек принимает решение, связанное с оценкой размера вознаграждения и справедливости. Четыре пациента с болезнью Паркинсона играли в игру «Ультиматум» во время операции по имплантации электродов в мозг. Уровни дофамина были выше, когда партнером по игре был человек, а не компьютер. Если вознаграждение было меньше предыдущего, уровни дофамина снижались, а если выше — росли. Серотонин же отражал текущую ценность вознаграждения. Результаты опубликованы в Nature Human Behaviour.

То, как люди принимают решения, удобно изучать с помощью экономических игр. Например, в игре «Ультиматум» один человек предлагает другому разделить некоторое вознаграждение, а второй может согласиться или отказаться. Если второй игрок отказывается, то оба ничего не получают. Ранее ученые заметили, что люди чаще соглашаются на слишком несправедливые предложения (например, получить 4 доллара из 20), если с ними играет компьютер, а не живой человек. В противном случае от таких предложений люди обычно отказываются.

На решения влияют, в том числе, нейромедиаторы: люди с дефицитом серотонина отвергают почти все несправедливые предложения в игре «Ультимамум», а те, кто принимает ингибиторы обратного захвата серотонина, напротив, чаще соглашаются на них. Ранее Кеннет Кисида (Kenneth T. Kishida) из медицинской школы Университета Уэйк-Форест с коллегами нашел способ измерить мгновенные колебания нейромедиаторов в мозге людей в тот момент, когда они принимают решение. Участниками экспериментов стали пациенты с болезнью Паркинсона, которым имплантировали в мозг электроды для глубокой стимуляции. Во время операции пациенты были в сознании и поэтому им можно было давать решать разные задачи — и одновременно измерять уровни нейромедиаторов в мозге. Тогда ученые выяснили, что изменения уровней дофамина и серотонина в полосатом теле отражают ошибки прогнозирования вознаграждения — то есть разницу между фактическим вознаграждением и тем, которое ожидалось.

Теперь соавтор предыдущих работ Рид Монтегю (Read Montague) из Технологического университета Вирджинии и его коллеги из других исследовательских центров США провели еще один эксперимент. Четыре пациента с болезнью Паркинсона проходили через имплантацию электродов в мозг — но теперь в область сетчатого слоя черной субстанции: в этом регионе много дофаминергических нейронов, и он задействован в принятии решений. Участники были в сознании во время операции, и ученые предложили им сыграть в «Ультиматум» — согласиться или отказаться от предложений получить от 1 до 9 долларов из 20. В половине испытаний партнером был компьютер (его значок всегда был одинаковым), а в половине случаев испытуемые думали, что играют против человека — на экране отображались разные аватары и имена (на самом деле это тоже был компьютер). Исследователи наблюдали за тем, как люди будут вести себя в той и в другой ситуации, а также смотрели на изменение уровня дофамина и серотонина в черной субстанции.

Участники, как это было показано ранее, чаще отвергали более несправедливые предложения, если они поступали от человека. Предложения компьютера пациенты принимали в 75 процентах случаев, а человеческие — только в 50 процентах. При этом когда участники взаимодействовали с человеческими аватарами, средний уровень дофамина в их черной субстанции был выше, чем когда они взаимодействовали с компьютером. С серотонином подобного не наблюдалось.

Также исследователи смотрели, как меняются уровни нейромедиаторов в зависимости от условий. Уровни дофамина снижались, если текущее предложение было ниже предыдущего, и увеличивались, если выше. Средние уровни серотонина тоже были выше в случаях, когда вознаграждение было высоким, и ниже — когда оно было низким, однако разница в размере прошлого и текущего вознаграждений на колебания серотонина не влияла. Это наблюдалось как во время игр с «человеком», так и во время игр с компьютером.

Исследователи отметили, что результаты, вероятнее всего, можно распространить на всех людей — несмотря на то, что для болезни Паркинсона характерен дефицит дофамина. По словам ученых, даже если участники имели сниженные уровни дофамина в целом, это не должно было сказаться на колебаниях нейромедиатора.

Ранее ученые обнаружили, что колебания уровней дофамина в черной субстанции и вентральной области покрышки влияют на принятие рискованных решений: чем ниже был уровень дофамина, тем охотнее участники эксперимента шли на риск. Однако в этом исследовании измерения проводились косвенно — с помощью фМРТ исследователи оценивали активность этих участков мозга.