Дофамин и принятие решений

Чтобы оказать морпехам поддержку во время штурма кувейтского порта Аш-Шуайба эскадра коалиционных линкоров и эсминцев был размещена менее чем в двадцати милях от побережья Кувейта.

В то утро, когда шла атака на Аш-Шуайба, капитан-лейтенант Майкл Райли наблюдал за экранами радаров на борту «Глостера», британского эсминца, стоявшего примерно в пятнадцати милях от порта. В боевую задачу «Глостера» входила защита союзнической эскадры, поэтому Райли должен был мониторить все воздушное пространство вокруг морского конвоя. С самого начала воздушной войны команды радиолокационщиков жили по изнурительному расписанию. Они дежурили по шесть часов, потом у них было шесть часов на еду и сон, а после этой короткой передышки они вновь отправлялись в клаустрофобическую радиолокационную рубку. К моменту наземного вторжения у них начали проявляться признаки переутомления.

Райли дежурил с полуночи. В 5:01 утра, как раз когда корабли союзников начали бомбардировку Аш-Шуайба, он заметил на экране радара яркую точку недалеко от побережья Кувейта. Быстрые расчеты ее траектории показали, что она направляется прямо к конвою. Хотя Райли смотрел на похожие точки всю ночь, в этой черточке на радаре было что-то такое, что сразу вызвало у него подозрение. Он не мог объяснить почему, но вид этой мигающей зеленой точки на экране наполнил его ужасом, у него участилось сердцебиение, а ладони стали влажными. Он продолжал наблюдать за приближающейся точкой еще сорок секунд — она медленно приближалась к американскому линкору «Миссури». С каждым поворотом радара расстояние сокращалось. Она приближалась к американскому кораблю со скоростью более 550 миль в час. Если бы Райли пошел на поводу у собственного страха и решил сбить эту цель, ему нужно было действовать немедленно. Если бы точка оказлась ракетой, промедление Райли обернулось бы трагедией. Сотни моряков погибли бы, американский корабль «Миссури» пошел бы ко дну, а Райли оставалось бы только стоять и смотреть, как это происходит.

Но у Райли была одна сложность. Точка на радаре находилась в той части воздушного пространства, где часто летали американские военные самолеты А-6, осуществлявшие по распоряжению Военно-морского флота США поддержку наземной операции при помощи бомб с лазерной системой наведения. После выполнения задания самолеты летели обратно к кувейтскому побережью, сворачивали на восток по направлению к конвою и садились на авианосцы. На протяжении нескольких последних недель Райли наблюдал десятки истребителей А-6, проделывавших тот же путь, что и эта неопознанная точка на радаре. Точка также шла с той же скоростью, что и самолеты, и имела похожую площадь поверхности. На экране радара она выглядела точно как А-6.

Чтобы еще больше усложнить ситуацию, пилоты А-6 взяли за правило отключать на обратном пути электронную опознавательную систему. Эта система позволяла силам Коалиции опознавать свои самолеты, но в то же время делала их более уязвимыми для иракских зениток. Неудивительно, что, пролетая над воздушным пространством, которое контролировал Ирак, пилоты предпочитали облачиться в «плащ безмолвия». Как результат, команда в радиолокационной рубке на борту «Глостера» не имела возможности установить связь с точкой на экране.

Оставался последний способ, с помощью которого радиолокационные команды могли понять, что же перед ними — приближающаяся ракета или свой самолет: нужно было определить высоту точки. А-6 обычно летали на высоте около трех тысяч футов, тогда как ракеты «Шелкопряд» шли на одной тысяче. Однако тот тип радаров, который использовал Райли, не отображал высоту полета приближающейся точки. Чтобы узнать высоту конкретного объекта, капитан-лейтенанту нужно было использовать специализированную радарную систему, известную как 909 и производившую поиск в горизонтальном диапазоне. К сожалению, оператор радара 909 задал неверный номер отслеживания вскоре после появления точки, так что Райли никак не мог узнать высоту летящего объекта. К этому мгновению он наблюдал за точкой на экране радара уже почти минуту, но ее значение по-прежнему оставалось для него тайной.

Цель двигалась быстро. Время на раздумье закончилось. Райли отдал приказ открыть огонь: две ракеты класса «земля — воздух» системы Sea Dart взмыли в небо. Шли секунды. Рейли нервно смотрел на экран радара, наблюдая, как его ракеты мчатся к неопознанному объекту со скоростью, приближающейся к скорости звука.

Взрыв эхом разнесся над океаном. Все точки немедленно пропали с экрана радара. Что бы ни летело к кораблю «Миссури», теперь оно бессильно упало в море всего в семистах ярдах от американского линкора. Несколько секунд спустя капитан «Глостера» вошел в радиолокационную рубку. «Чья птичка?» — спросил он Райли, желая знать, кто отдал приказ уничтожить так до сих пор и не опознанную цель. «Наша, сэр», — ответил Райли. На вопрос капитана, откуда он знал, что стреляет по иракской ракете, а не по американскому самолету, Райли ответил: «Просто знал».

Следующие четыре часа были самыми долгими в жизни Райли. Если он сбил А-6, то на его совести смерть двух ни в чем не повинных пилотов. Его карьере конец. Возможно, ему даже придется предстать перед трибуналом. Райли сразу же начал просматривать записи с радара в поисках малейшего подтверждения того, что точка на самом деле была иракской ракетой. Но даже при наличии достаточного времени на анализ Райли все равно не мог точно определить, что перед ним, — записи с радара не давали неоднозначного ответа. На «Глостере» быстро воцарилось уныние. Для изучения обломков крушения, все еще плававших на поверхности океана, направили специальную исследовательскую группу. Была проведена срочная перекличка всех самолетов Коалиции, находившихся в этом районе.

Первым новость сообщили капитану «Глостера». Он подошел к койке Райли, где тот тщетно пытался заснуть. Результаты расследования показали: точка на радаре в самом деле была ракетой «Шелкопряд», а не американским истребителем. Райли в одиночку спас линкор.

Конечно, Райли могло просто повезти. После окончания войны британские морские офицеры внимательно изучили последовательность событий, предшествовавших решению Райли выпустить ракеты Sea Dart. Они пришли к выводу, что, основываясь на записях с радара, отличить «Шелкопряд» от А-6 было невозможно. Хотя Райли принял верное решение, он так же легко мог сбить американский истребитель. Рискованная игра с лихвой окупилась, но не стала от этого менее рискованной.

Во всяком случае, так звучала официальная версия произошедшего вплоть до лета 1993 года, когда за расследование этого дела взялся Гэри Кляйн. Кляйн был когнитивным психологом, консультантом американской морской пехоты, и ему сообщили, что никто не мог объяснить, каким образом в точке на радаре удалось распознать вражескую ракету. Даже сам Райли не знал, почему в то раннее утро решил, что эта точка так опасна. Как и все остальные, он предположил, что ему просто повезло.

Кляйн был заинтригован. До этого он провел несколько десятилетий, изучая процесс принятия решений в напряженных ситуациях, и знал, что интуиция иногда может быть поразительно прозорливой, даже если причины этой прозорливости не ясны. Он решил определить источник той тревоги, которую испытывал Райли, для того чтобы понять, почему именно эта точка показалось ему такой подозрительной. С этой целью он снова вернулся к записям с радара.

Вскоре он понял, что во время возвращения А-6 с боевых вылетов Райли привык видеть на экране радара вполне конкретный рисунок из точек. Так как морской радар фиксирует сигналы только только над водой — после того как объект, так сказать, «промочил ноги», — Райли привык видеть истребители сразу после того, как они покидали кувейтский берег. Самолеты обычно становились видимыми после первого оборота радара.

Кляйн изучил записи, сделанные радаром во время предрассветной ракетной атаки. Он снова и снова отсматривал эти роковые сорок секунд, выискивая хоть какие-нибудь различия между тем, как для Райли выглядели самолеты А-6, возвращающиеся с боевых заданий, и тем, что он увидел при появлении на экране точки, скрывавшей ракету «Шелкопряд».

И тогда Кляйн увидел различие. Оно было тонким, но очень четким. Наконец он мог объяснить интуитивную догадку Райли.

Все дело было во времени. В отличие от А-6 ракета «Шелкопряд» появилась возле берега не сразу. Поскольку она летела очень низко, почти на две тысячи футов ниже, чем обычно летают А-6, ее сигнал поначалу забивали помехи с земли. В результате ракету не было видно до третьего поворота радара, то есть на восемь секунд дольше, чем не было бы видно А-6. Райли подсознательно, не отдавая себе в этом отчета, оценивал высоту точки.

Вот почему при виде иракской ракеты, появившейся на экране радара, у Райли начался легкий озноб. С этой точкой что-то было неладно. Чувствовалось, что это не А-6. И хотя Райли не мог объяснить что, он знал: происходит что-то страшное. Эту точку нужно было сбить.

Тем не менее открытым остается еще один вопрос: как эмоции Райли сумели найти различия между двумя идентичными на первый взгляд точками на экране радара? Что происходило в его мозгу, когда он первый раз увидел ракету «Шелкопряд», находившуюся в трех поворотах радара от побережья Кувейта? Откуда возник его страх? Ответ заключается в одной-единственной молекуле под названием дофамин, которое клетки мозга используют для связи друг с другом. Когда Райли смотрел на экран радара, вероятнее всего, именно дофаминовые нейроны подсказали ему, что перед ним ракета, а не самолет А-6.

Значение дофамина было открыто случайно. В 1954 году два нейробиолога из университета Макгилла Джеймс Олд и Питер Милнер решили вживить электрод в самый центр мозга крысы. Точное расположение электрода в значительной степени зависело от счастливой случайности: в то время география мозга оставалась тайной. Но Олдсу и Милнеру повезло. Они ввели иглу прямо рядом с прилежащим ядром — частью мозга, которая вырабатывает приятные эмоции. Когда вы едите кусок шоколадного торта, слушаете любимую песню или смотрите, как ваша любимая команда выигрывает первенство по бейсболу, своим счастьем вы обязаны именно прилежащему ядру.

Но Олдс и Милнер довольно быстро обнаружили, что слишком сильное удовольствие может быть фатальным. Они поместили электроды в мозг нескольких грызунов, а затем пустили по каждому проводу слабый ток, приведя таким образом прилежащее ядро в состояние постоянного возбуждения. Ученые заметили, что грызуны утратили интерес ко всему. Они перестали есть и пить, утратили интерес к сексуальному поведению. Крысы просто съеживались в углах своих клеток, замерев от счастья. За несколько дней все животные погибли. Они умерли от жажды.

Потребовались десятилетия кропотливых исследований, но в результате нейробиологи узнали, что крысы пострадали от избытка дофамина. Стимуляция прилежащего ядра вызывала большой выплеск нейротрансмиттера, из-за чего крысы впадали в экстаз. На людей похожим образом действуют наркотики: подсевший на крэк наркоман, только что принявший дозу, ничем не отличается от пребывающей в электрической неге крысы. Мозг обоих существ ослеплен удовольствием. Эта фраза вскоре стала своеобразным дофаминовым клише — химическим объяснением секса, наркотиков и рок-н-ролла.

Но счастье — не единственное чувство, вызываемое дофамином. Сейчас ученым известно, что этот нейротрансмиттер помогает регулировать все наши эмоции — от только зарождающейся любви до самых тяжелых форм отвращения. Это наиболее ходовая нервная валюта нашего мозга — молекула, которая помогает нам выбрать один из вариантов. Увидев, как дофамин работает в мозгу, мы сможем выяснить, почему чувства способны даровать нам столь глубокие прозрения. Хотя Платон пренебрежительно отзывался об эмоциях как об иррациональных и ненадежных — «дикая лошадь души», — в действительности они отображают огромный объем невидимого глазу анализа.

В наибольшей мере наше понимание дофаминовой системы основывается на результатах новаторских исследований Вольфрама Шульца, нейробиолога из Кембриджского университета. В начале 1970-х, еще будучи студентом-медиком, Шульц заинтересовался этим нейротрансмиттером из-за роли, которую он играет в возникновении симптомов паралича при болезни Паркинсона. Он изучал клетки в мозгу обезьяны, надеясь понять, какие из них участвуют в контроле за движениями тела. Но он не смог ничего обнаружить. «Это был классический случай неудачного эксперимента, — говорит он. — Как ученый я был глубоко разочарован». Однако после многолетних исследований Шульц заметил кое-что странное в этих дофаминовых нейронах: они начинали возбуждаться прямо перед тем, как обезьяне давали награду — к примеру, кусочек банана. (Награды использовались для того, чтобы заставить обезьян двигаться.) «Сначала мне показалось маловероятным, чтобы одна клетка могла отражать такой сложный объект, как еда, — рассказывает Шульц. — Вроде бы для одного нейрона это слишком много информации».

После нескольких сотен экспериментов Шульц начал верить полученным данным: он понял, что случайно обнаружил в мозгу примата механизм поощрения в действии. В середине 1980 годов после публикации ряда знаменательных статей Шульц решил разобраться в этой схеме. Как именно одной клетке удавалось отражать поощрение? И почему она возбуждалась до того, как награда была дана?

Эксперименты Шульца были довольно простыми: он проигрывал громкой звук, ждал пару секунд, после чего вливал в рот обезьяне несколько капель яблочного сока. В ходе эксперимента Шульц исследовал мозг обезьяны с помощью иглы, измерявшей электрическую активность внутри отдельных клеток. Сначала дофаминовые нейроны возбуждались только в тот момент, когда в рот обезьяны попадал сок. Клетки реагировали на саму награду. Однако, как только животное поняло, что звук предшествует появлению сока — для этого потребовалось всего несколько попыток, — те же нейроны начали возбуждаться при появлении звука, а не самого сладкого приза. Шульц назвал эти клетки «предсказывающими нейронами», потому что их больше заботило предсказание появления награды, а не само ее получение. (Эту цепочку можно бесконечно удлинять: например, сделать так, что дофаминовые нейроны будут реагировать на свет, который предшествует звуку, который предшествует соку, и т. д.). Как только эта простая схема была освоена, дофаминовые нейроны обезьяны становились очень чувствительны к малейшим вариациям в ней. Если предсказания клеток оказывались верными и награда появлялась вовремя, у примата происходил краткосрочный выплеск дофамина, возникало чувство удовольствия от того, что он был прав. Однако если схема нарушалась — если звук проигрывался, но сок не поступал, — дофаминовые нейроны обезьяны снижали свою активность. Это явление называется сигналом ошибки предсказания. Обезьяна расстраивалась из-за того, что ее предсказания о соке не реализовались.

В этой системе интерес представляет все, связанное с ожиданиями. Дофаминовые нейроны постоянно порождают схемы, основанные на нашем опыте: если А, то В. Они выучивают, что звук предвещает появление сока или что свет предвещает появление звука, который предвещает появление сока. Хаос реальности превращается в модели взаимозависимостей, позволяющих мозгу предвидеть то, что произойдет дальше. В результате обезьяны быстро усваивают, когда ожидать сладкой награды.

После того как механизм клеточных прогнозов оптимизирован, мозг начинает сравнивать предсказания с тем, что происходит на самом деле. С той минуты, как обезьяна привыкает ожидать сока после определенной последовательности событий, ее дофаминовые клетки внимательно следят за развитием ситуации. Если все идет по плану, дофаминовые нейроны обеспечивают короткую вспышку удовольствия. Обезьяна счастлива. Но если ожидания не оправдались — если обезьяна не получает обещанного сока, — дофаминовые клетки объявляют забастовку. Они немедленно посылают сигнал, сообщающий об их ошибке, и перестают выделять дофамин.

Мозг устроен таким образом, чтобы усиливать шок от этих ошибочных предсказаний. Когда он сталкивается с чем-то неожиданным — например, с точкой на радаре, не вписывающейся в привычную схему, или каплей сока, которая не появляется вовремя, — кора мозга сразу обращает на это внимание. За несколько миллисекунд мозговые клетки поглощены сильной эмоцией. Ничто не может заставить мозг сосредоточиться так, как удивление.

Этот быстрый клеточный процесс начинается в крошечной области в самом центре мозга, богатой дофаминовыми нейронами. Нейробиологам уже несколько лет известно, что этот участок, передняя поясничная кора (ППК), задействован в определении ошибок. Когда дофаминовые нейроны делают ошибочное предсказание — когда они ожидают сока, но не получают его, — мозг порождает особый электрический сигнал, известный как негативность, связанная с ошибкой. Этот сигнал исходит из ППК, так что многие нейробиологи называют это место областью «О черт!».

Значимость ППК предопределена самим устройством мозга. Подобно орбитофронтальной коре ППК помогает обеспечивать связь между тем, что мы знаем, и тем, что чувствуем. Она расположена в точке пересечения двух разных способов мышления. С одной стороны, ППК тесно связана с таламусом — областью мозга, которая отвечает за направленное осознанное внимание. Это значит, что если ППК встревожена каким-то фактором — например, неожиданным ружейным выстрелом, — она может сразу же сосредоточиться на соответствующих ощущениях. Она заставляет человека фиксировать неожиданные события.

Подавая сигнал тревоги сознанию, ППК одновременно посылает импульс в гипоталамус, регулирующий важные аспекты физических функций. Когда ППК обеспокоена какой-то аномалией — например, неправильной точкой на экране радара, — ее беспокойство немедленно переводится в соматический сигнал и мышцы готовятся к действию. За несколько секунд частота сердцебиения увеличивается и в кровь вбрасывается адреналин. Эти физические ощущения заставляют нас реагировать на ситуацию немедленно. Посредством учащенного пульса и влажных ладоней мозг сообщает нам, что медлить нельзя. С этой ошибкой предсказания нужно разбираться немедленно.

Но ППК не только следит за ошибочными предсказаниями. Она также помогает запоминать, чему дофаминовые клетки только что обучились, чтобы быстро адаптировать ожидания к новым условиям. Она усваивает уроки реальной жизни, следя за оперативным обновлением нейронных цепочек. Если, согласно предсказанию, сок должен был появиться после звука, но этого так и не произошло, ППК проследит за тем, чтобы в будущие предсказания были внесены соответствующие коррективы. Краткосрочное ощущение преобразуется в долгосрочный урок.

Это ключевой аспект принятия решений. Если мы не сможем использовать прошлые уроки для будущих решений, нам придется бесконечно повторять собственные ошибки. Если хирургическим образом удалить ППК из мозга обезьяны, поведение примата станет сумасбродным и неэффективным. Обезьяны больше не смогут предсказывать появление награды или разбираться в окружающем мире.

Люди с генетической мутацией, приведшей к сокращению числа дофаминовых рецепторов в ППК, страдают от схожей проблемы: совсем как обезьяны, они по большей части не способны учиться на негативном опыте. Этот, казалось бы, мелкий недостаток имеет большие последствия. К примеру, согласно исследованиям, люди с такой мутацией имеют гораздо больше шансов попасть в зависимость от наркотиков и алкоголя. Так как им сложно учиться на своих ошибках, они совершают одни и те же ошибки снова и снова. Они не могут изменить свое поведение, даже если оно вредит им самим.

У ППК имеется и еще одна важная особенность, которая в полной мере проясняет ее значение: в ней содержится много клеток очень редкого типа, известных как веретенообразные нейроны. В отличие от остальных клеток нашего мозга, обычно являющихся короткими и кустистыми, эти мозговые клетки длинные и тонкие. Они есть только у людей и человекообразных приматов, и это позволяет предположить, что их эволюция была связана с более высоким уровнем познания. У людей примерно в сорок раз больше веретенообразных клеток, чем у любых других приматов.

Странная форма веретенообразных клеток обусловлена их уникальной функцией: их антенноподобные тела могут передавать эмоции через весь мозг. После того как ППК получает информацию от дофаминовых нейронов, веретенообразные клетки используют свою скорость — они передают электрические сигналы быстрее любых других нейронов — для того, чтобы вся остальная кора головного мозга оказалась сразу же пронизана этим особым чувством. В результате незначительные колебания одного вида нейротрансмитеров играют большую роль в управлении нашими действиями, подсказывая, какие чувства в нас должно пробудить увиденное.

Эмоциональный мозг без труда понимает, что происходит и как извлечь из ситуации максимальную выгоду. Каждый раз, когда вы испытываете радость или разочарование, страх или счастье, ваши нейроны занимаются перестройкой своей цепи, анализируя, какие сенсорные сигналы предшествовали эмоциям. Этот урок затем помещается в память, так что в следующий раз, когда вам придется принимать решение, ваши мозговые клетки будут наготове. Они уже научились предсказывать, что же произойдет дальше.

Отрывок из книги Д. Лерер "Как мы принимаем решения"