Японским биологам удалось отследить нейронный механизм появления зависти в том случае, когда награду получает кто-то другой. Проведя эксперимент на макаках, которых научили ожидать вознаграждения после предъявления определенного изображения, они выяснили, что собственную награду приматы ценят намного выше, чем награду конкурента. Кроме того, социальный контекст получения вознаграждения модулировал активность мозга: ученые выяснили, что прежде чем система вознаграждения отреагирует на награду, медиальная префронтальная кора оценит, кто именно ее получит. Статья опубликована в Nature Neuroscience.

Система вознаграждения головного мозга активируется под воздействием приятного стимула: к примеру, это может быть еда, а в случае социальных животных ее во многом активирует общение с сородичами (подробнее о том, что нейробиология думает о счастье и о том, как его можно измерить объективно, вы можете прочитать в нашем материале «Биохимия счастья»). Социальный аспект важен для системы вознаграждения и с другой стороны, а именно — при оценке того, как мы реагируем на вознаграждение, полученное другим. С одной стороны, можно испытать радость, для чего необходим высокий уровень эмпатии, но чаще всего получение вознаграждения другими ведет к тому, что человек испытывает зависть. 

Разобраться в том, как именно возникает это чувство, и в том, как оно отражается на активности головного мозга, решили японские ученые из Национального института естественных наук под руководством Атсуши Норитаке (Atsushi Noritake). В их эксперименте приняли участие четыре самца японской макаки (Macaca fuscata), которых разделили на пары: главная макака (M1), активность мозга которой регистрировалась с помощью вживленных электродов, и макака-партнер (M2). Каждая пара макак прошла классическое поведенческое обучение для формирования условного рефлекса: их сажали перед экраном, на котором появлялось изображение абстрактного узора (визуальный стимул), после чего одна из макак (M2) получала либо угощение (подслащенную воду), либо ничего, а следом (через секунду) угощение могла получить другая макака (M1). Получение угощения сопровождалось низким звуком для M2 и высоким — для макаки M1. 

Для эффективного обучения в эксперименте не было условий, в котором угощение получали обе макаки: таким образом, M1 могла получить угощение только в том случае, если его не получит M2. При этом в эксперименте также были условия, в которых угощение не получала ни одна из обезьян.

Экспериментальный дизайн в условии с одним изображением. Noritake et al. / Nature Neuroscience 2018

Ученые использовали три типа картинок, вероятность получения угощения после презентации которых варьировалась либо для M1, либо для M2 (между двумя экспериментами, с картинками либо для M1, либо для M2 вероятность получения угощения обоими обезьянами была равной). Макаки, таким образом, точно знали, за какой именно картинкой угощение последует вероятнее всего и после какой картинки угощения, скорее всего, ждать не следует.

Все возможные исходы для каждого показанного изображения. Noritake et al. / Nature Neuroscience 2018

Для того, чтобы убедиться в том, что условный рефлекс установлен, ученые измеряли интенсивность облизывания макакой собственных губ перед получением вознаграждения. С повышением вероятности получения награды интенсивность облизывания M2 увеличивалась и снижалась в том случае, если вероятность возрастала для M1. Кроме того, регистрируя движения глаз испытуемых, ученые определили, что M2 смотрит на M1 дольше, если M2 получает награду: из этого ученые сделали вывод, что макака понимает, что награду она не получит. 

Интенсивность облизывания губ макак M1 в случае различной вероятности получения собственного вознаграждения (красным) и вознаграждения партнера (синим). Noritake et al. / Nature Neuroscience 2018

После окончания успешного обучения условному рефлексу ученые провели эксперимент, в котором обезьяне M1 можно было выбрать изображение самостоятельно из двух: выбор делался регистрацией движений глаз в сторону одной из картинок. 

Экспериментальный дизайн в условии с двумя изображениями. Noritake et al. / Nature Neuroscience 2018

Оказалось, что выбор в пользу определенной картинки возрастает с повышением вероятности получения собственного вознаграждения: обезьяна, зная, что одна из двух картинок с большей вероятностью принесет награду, выбирает именно ее. Примечательно, что M1 также чаще выбирала картинку, которая принесет M2 меньшее угощение. На основании этого ученые пришли к выводу, что ценность собственного вознаграждения для обезьяны выше, чем то, получит ли награду ее партнер. Интересно, что в том случае, когда макаку-партнера заменили на ведерко (вознаграждение переходило на конкуренту, а неодушевленному объекту), такого поведения не наблюдалось.

Вероятность выбора макаками M1 картинки в условии получения вознаграждения M1 (красным) и M2 (синим) при разной вероятности вознаграждения. Noritake et al. / Nature Neuroscience 2018

Наконец, ученые изучили активность популяции 207 дофаминергических нейронов в среднем мозге M1 во время прохождения эксперимента. Эти нейроны играют важную роль в системе вознаграждения мозга и активируются в ответ на приятный стимул (вознаграждение). Оказалось, что в том случае, когда макака ожидала получение награды (то есть в момент между презентацией стимула и получением воды), активны были 52 процента дофаминергических нейронов. Из них активность 32 нейронов наблюдалась и в том случае, если награду получала M2: интересно, что в том случае, когда ожидаемая для конкурента награда была меньше, активность была выше. Также ученые отследили активность 319 нейронов медиальной префронтальной коры — отдела мозга, который участвует в поддержании социальных связей. Из них ученым удалось выделить нейроны, активность которых повышается с повышением вероятности получения собственной награды и награды партнера. 

Затем ученые проследили за временем появления активности дофаминергических нейронов, ответственных за получение удовольствия, и нейронов медиальной префронтальной коры, которые отвечают за социальный контекст. Оказалось, что активность вторых нейронов возникает раньше: то есть социальный контекст модулирует то, сколько удовлетворения принесет вознаграждение: как собственное, так и вознаграждение партнера.  Ученым, таким образом, удалось отследить, как на поведение обезьяны и систему вознаграждения ее головного мозга влияет социальный контекст получения вознаграждения. Учитывая то, что поведение макаки при выборе стимула и облизывание губ существенно не менялось в том случае, если живой конкурент был заменен на неодушевленный предмет, можно говорить о том, что исследователям удалось отследить нейронный и поведенческий механизм появления зависти — недовольства в случае повышения вероятности того, что награду получит кто-то другой.

Любопытно, что активировать систему вознаграждения получение выгоды другим все-таки может. В прошлом году ученые выяснили, что при помощи другим людям эта система активируется у женщин сильнее, чем у мужчин, что указывает на то, что женский мозг просоциальнее мужского.

Автор: Елизавета Ивтушок