От мозжечка зависит не только координация мышц, но и работа других систем мозга, управляющих мотивацией и социальным поведением.

Мы привыкли считать, что мозжечок нужен для координации движений – и только. Однако со временем стали накапливаться данные о том, что мозжечок – по крайней мере, у людей – принимает также участие в сложных когнитивных процессах.

Поперечный разрез через мозжечок мыши; разными цветами показаны слои разных нейронов. (Фото: UT Southwestern Medical Center)

Мозжечок в человеческом мозге. (Фото: Curtis Cripe / Flickr.com) 

Согласно недавним исследованиям, он помогает планировать сложное поведение, организовывать последовательность действий, а также участвует в речевой деятельности. Три года назад мы рассказывали о работе исследователей из Стэнфорда, которые пришли к выводу, что мозжечок нужен для творчества. Но и это, как оказывается, ещё не всё.

Было замечено, что у пациентов, которые лечатся от каких-либо зависимостей, мозжечок реагирует на образы, ассоциирующиеся с зависимостями. Например, когда человеку, который себе что-то колол, показывали шприц, мозжечок реагировал особенно интенсивно, причём чем интенсивнее он реагировал, тем больше была вероятность, что пациент снова сорвётся.

Известно, что всевозможные зависимости возникают из-за проблем с системой подкрепления – так называют комплекс нервных центров, которая работает с чувством удовольствия и которая закрепляет положительный опыт от каких-то наших действий. Нейронные цепочки системы подкрепления используют для передачи сигналов нейромедиатор дофамин. Поэтому возникло предположение, что мозжечок как-то связан с мозговыми структурами, которые снабжают дофамином систему подкрепления.

Одна из таких структур называется вентральной областью покрышки (VTA – ventral tegmental area) – её нейроны синтезируют и высвобождают дофамин для нейронных цепей, обслуживающих чувство удовольствия. В статье в Science исследователи из Колледжа Альберта Эйнштейна пишут, что в мозжечке есть нейроны, которые связаны с вентральной областью покрышки, и что на стимуляцию этих нейронов мозжечка отзывается треть нейронов VTA.

Влияют ли нейроны мозжечка на поведение, связанное с поиском награды и удовольствия? Подопытную мышь сажали в клетку, которую она подробно осматривала и обнюхивала. Когда мышь добиралась до определённого угла в клетке, в мышином мозжечке стимулировали нейроны, которые связаны с VTA – и мышь в результате стала чаще возвращаться в этот самый угол: стимулируя мозжечок, исследователи заставляли животное испытывать удовольствие, и мышь снова и снова стремилась туда, чтобы испытать его ещё раз.

Более того у мыши удалось даже сформировать некоторую зависимость от места. В клетке, половина которой была открытой, а половина – затенённой, мышь каждый день в течение шести дней на полчаса сажали на светлую сторону, одновременно стимулирую всё те же нейроны мозжечка, связанные с системой подкрепления. Через шесть дней мышь сажали в светло-тёмную клетку, где она могла свободно выбрать, на какой половине сидеть. Вообще грызуны не любят открытые светлые участки, где они заметны и где их легко могут схватить хищники. Но подопытная мышь шла именно на светлый участок, ожидая, что ей тут снова станет хорошо.

Система подкрепления в целом и вентральная область покрышки также вовлечены в социальную жизнь – мы как-то уже рассказывали о том, что при активации нейронов VTA, синтезирующих дофамин, у мышей повышается социальная активность. В новом эксперименте мышь сажали в трёхкамерную клетку, где она могла либо пообщаться в другой мышью в одной камере, поиграть с какой-то игрушкой в другой камере либо побыть одной в третьей камере. Если с мышью ничего не делали, она больше всего предпочитала общение с товарищем, и при этом нейроны мозжечка на общение активно отзывались. Но если активность нейронов мозжечка, соединённых с VTA, специально подавляли, то интерес к социальной жизни у мыши угасал.

Если и у людей мозжечок влияет на работу системы подкрепления и социальное поведение, то, возможно, действуя на мозжечковые нейроны, можно будет ослаблять зависимости и помогать психоневрологическим больным с нарушенными социальными навыками. Впрочем, не исключено, что у человека мозжечок вообще обладает намного большими полномочиями, чем у мышей: по мнению некоторых исследователей, развитие интеллекта у приматов зависело не только от коры полушарий, но и от мозжечка, который в эволюции человекообразных обезьян рос быстрее остального мозга.