Наш мозок може впорядковувати емоції за тим самим геометричним принципом, що й бджолині стільники. Команда нейронауковців виявила за допомогою функціональної МРТ (fMRI) шестикутний «відбиток» у мозковій активності людей, коли вони оцінювали емоційні стимули. Це свідчить, що для сортування емоційної інформації мозок може використовувати ґраткоподібну систему координат.
Про роботу, виконану Юмен Ма (Yumeng Ma) та Філіпом А. Крагелем (Philip A. Kragel) з Університету Еморі, повідомляє видання ScienceAlert.
Як зазвичай описують емоції
Емоції часто здаються хаотичними: вони можуть бути короткочасними або тривалими, суперечливими, виснажливими й важкими для розуміння навіть для самої людини. Водночас саме вони допомагають оцінювати ризики, ухвалювати рішення, реагувати на зміни та будувати стосунки.
Щоб орієнтуватися в цьому емоційному «ландшафті», нам потрібно розпізнавати емоції, відрізняти їх і розуміти, як вони пов’язані між собою. Дослідники вже давно описують емоції у вигляді двовимірної карти — так званого афективного циркумплексу.
На цій карті є дві осі:
- валентність — наскільки емоція приємна чи неприємна;
- збудження — наскільки вона заспокійлива чи активуюча.
Наприклад, задоволення й захоплення обидва приємні, але перше заспокоює, а друге збуджує. Гнів і піднесення однаково сильно активують, але мають протилежну валентність.
Хоча така впорядкованість у самозвітах людей добре відома, довго залишалося незрозумілим, як саме мозок кодує цю структуру.
Ґраткові клітини і простір у мозку
Підказку дали дослідження того, як мозок представляє простір. У 2005 році в щурів описали особливий тип нейронів — ґраткові клітини (grid cells). Вони активуються, коли тварина проходить через певні точки середовища.
Якщо нанести на карту всі місця, де спрацьовує одна така клітина, вийде повторюваний візерунок рівносторонніх трикутників, тобто сітка з шестикутною симетрією. Одна клітина «запалюється», коли щур опиняється в центрі або в будь-якій з шести вершин уявного гексагона, і цей малюнок повторюється по всьому простору.
Різні ґраткові клітини реагують на різні набори позицій, разом утворюючи координатну систему, яка допомагає мозку відстежувати місцезнаходження тіла під час руху.
Подальші роботи показали, що подібний ґраткоподібний код може застосовуватися не лише для фізичного простору, а й для абстрактної інформації — наприклад, для візуальних понять чи відносної цінності варіантів вибору.
Це й підштовхнуло до запитання: якщо емоції можна розташувати на двовимірній карті, чи не використовує мозок той самий тип координат, щоб «пересуватися» емоційним простором?
Експеримент з емоційним простором
Ма та Крагел обстежили 18 добровольців. Під час сканування мозку за допомогою fMRI учасникам показували «емоційно насичені стимули» — обличчя, що поступово змінювали вираз від однієї емоції до іншої, а також послідовності емоційно забарвлених фраз.
Кожен стимул був побудований так, щоб викликати перехід через афективний циркумплекс, тобто рух по цій двовимірній карті емоцій. Це дозволило дослідникам відстежувати, як змінюється активність мозку, коли учасники «слідують» за цим рухом емоційного стану.
У ділянці, що називається вентромедіальною префронтальною корою, вони виявили характерний шестикутний патерн активності. Активність у цій зоні змінювалася з шестикратною симетрією залежно від напрямку руху по емоційній карті — так само, як це відбувається при ґратковому кодуванні фізичного простору.
Мозкові відповіді були більш подібними, коли переходи через емоційний простір збігалися з одним і тим самим уявним гексагональним «ґратчастим» орієнтиром.
Не лише реакція на картинки
Важливо, що цей шестикутний патерн з’являвся як тоді, коли учасники оцінювали мімічні вирази, так і тоді, коли читали емоційно забарвлені фрази. Це вказує, що мозок кодував не просто видимі стимули, а відносини між емоційними поняттями.
Дослідники також виявили, що активність мозку відображала відстань між емоційними концептами на афективному циркумплексі. Цей сигнал був пов’язаний із тим, як учасники оцінювали зміни емоційної інформації.
Іншими словами, чим далі дві емоції розташовані на цій двовимірній карті, тим помітніше це відбивалося в патернах мозкової активності та в судженнях людей про зміну емоційного стану.
Обмеження та значення результатів
Автори наголошують, що дослідження має суттєве обмеження: вибірка була невеликою — лише 18 осіб. Потрібні подальші роботи, щоб з’ясувати, як саме працює це ґраткоподібне кодування і чи відіграє воно безпосередню роль у тому, як ми переживаємо та обробляємо емоції.
Попри це, результати виглядають багатообіцяльними. Вони свідчать, що структура, яку ми бачимо в опитуваннях про власні емоції, може відображати те, як мозок організовує знання про емоції, використовуючи механізми, подібні до тих, що залучені в навігації фізичним і концептуальним простором.
Робота опублікована в журналі PLOS Biology і додає ще одну ланку до розуміння того, як мозок перетворює наші складні переживання на впорядковану внутрішню карту.