В мозге нашли шестиугольную сетку для эмоций: та же геометрия, что помогает ориентироваться в пространстве, работает и с чувствами
Природа может не терпеть пустоты, но шестиугольную сетку она обожает. Шестигранная форма — исключительно эффективный способ делить пространство: от морской пены до пчелиных сот. И вот учёные нашли намёки на то, что человеческий мозг использует ту же геометрию, чтобы организовывать наши эмоции.
С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии команда нейробиологов обнаружила шестиугольную сигнатуру в активности мозга, когда люди оценивали эмоциональную информацию. Это позволяет предположить, что сетчатая система может помогать мозгу сортировать такие сведения. «Эти результаты говорят о том, что знание об эмоциях структурировано в человеческом мозге сетчатой системой координат», — пишут нейробиологи Юмэн Ма и Филип Крэгел из Университета Эмори в статье, опубликованной в PLOS Biology.
Мы часто считаем эмоции одной из самых беспорядочных частей человеческого бытия. Они могут быть мимолётными или устойчивыми, противоречивыми, всепоглощающими и трудными для понимания даже для того, кто их испытывает. И всё же то, как мы чувствуем мир, по-видимому, жизненно важно. Эмоции помогают оценивать риски, принимать решения, реагировать на меняющиеся обстоятельства и формировать связи с другими. Когда способность испытывать эмоции или управлять ими нарушается, последствия расходятся почти по всем сторонам жизни. Чтобы ориентироваться в мире, нам нужно распознавать эмоции, различать их и понимать, как они соотносятся друг с другом. И хотя учёные давно знают, что наше понимание эмоций следует удивительно упорядоченной структуре, то, как именно мозг кодирует эту структуру, оставалось загадкой.
Десятилетиями исследователи описывали эмоции вдоль двух осей. Есть валентность — насколько эмоция приятна или неприятна, и возбуждение — насколько она успокаивает или активирует. Вместе они составляют аффективный циркумплекс — двумерную карту эмоциональных понятий. Довольство и возбуждение, например, могут быть приятными, но одно успокаивает, а другое куда меньше. Точно так же гнев и восторг одинаково сильно активируют, но находятся на противоположных концах оси валентности.
Однако есть подсказки из других исследований о том, как мозг организует и представляет информацию — например, пространственную о том, что нас окружает. Это подводит нас к типу нейронов, известных как клетки решётки. Впервые их выявили у крыс в 2005 году: это нейроны, которые активируются, когда животное проходит через определённые места в среде. Но вот самая интересная деталь. Если нанести на карту окружения животного все места, где загорается конкретная клетка решётки, они образуют повторяющийся узор из равносторонних треугольников, создавая сетку с шестикратной, или шестиугольной, симметрией. То есть одна клетка загорается, когда крыса посещает центр или любой из шести углов воображаемого шестиугольника, и узор повторяется по всему окружению. Разные клетки решётки отвечают на разные расположения мест, вместе давая мозгу систему координат, помогающую животному отслеживать, где оно находится в движении.
Но сетчатое кодирование может не ограничиваться навигацией в физическом пространстве. Прежние исследования нашли свидетельства того, что мозг использует похожие паттерны нейронной активности для организации абстрактной информации — от зрительных понятий до относительной ценности разных выборов. Это подняло интригующую возможность: если эмоции можно организовать на двумерной карте, может ли мозг использовать такую же систему координат, чтобы ориентироваться в них?
Ма и Крэгел изучили 18 человек и показали им «нагруженные эмоциями стимулы» — выражения лиц, перетекающие из одной эмоции в другую, и последовательности эмоционально окрашенных фраз, — одновременно снимая неинвазивные изображения активности мозга методом функциональной МРТ. Каждый стимул включал переход по аффективному циркумплексу, что позволяло отслеживать активность мозга, пока участники следовали движению через это двумерное эмоциональное «пространство».
И вот оно. В области мозга под названием вентромедиальная префронтальная кора исследователи обнаружили характерную сигнатуру шестиугольной сетки, когда участники думали об эмоциональных состояниях. Активность мозга менялась в зависимости от направления движения по эмоциональной карте, следуя повторяющемуся узору шестикратной симметрии — так же, как сетчатое кодирование работает, когда мозг ориентируется в физическом пространстве. Более того, узор появлялся независимо от того, оценивали участники выражения лиц или письменные фразы. Это говорит о том, что мозг кодировал отношения между эмоциональными понятиями, а не просто реагировал на то, что видели участники. Исследователи также обнаружили, что активность мозга отражала расстояние между эмоциональными понятиями на аффективном циркумплексе, и этот сигнал был связан с тем, как участники оценивали изменения эмоциональной информации.
Есть и ограничения. Исследование довольно небольшое — 18 человек не большая выборка, — и нужны дальнейшие работы, чтобы понять, как действует эта сетчатая система и играет ли она прямую роль в том, как мы обрабатываем эмоциональную информацию. И всё же результат очень интригующий: он позволяет предположить, что мозг может использовать те же принципы для организации нашего эмоционального мира, что и для ориентации в физическом. «Эти результаты, — пишут исследователи, — говорят о том, что структура, видимая в самоотчётах, может отражать то, как мозг организует знание об эмоциях с помощью механизмов, сходных с теми, что участвуют в пространственной и понятийной навигации».
Остаётся вопрос: если мозг размечает эмоции шестиугольной сеткой, как физическое пространство, — значит ли это, что «трудные» чувства трудно описать словами именно потому, что они лежат в определённых ячейках этой сетки, и можно ли, поняв её геометрию, научиться точнее различать то, что мы чувствуем?
