Животных в целях науки то и дело подсаживают на всякие человеческие пороки: то они пьют, то курят, то вводят себе наркотик. Теперь из крыс сделали азартных игроков.
Патологическая страсть к игре (людомания, от лат. ludos – игра) сродни наркомании. Игроки, одержимые этой страстью, приносят в жертву деньги, свои и чужие, семью, работу и пр. Исследовать нейробиологические механизмы, лежащие в основе людомании, и найти фармакологические средства ее коррекции мешает отсутствие адекватной лабораторной модели на животных. Создать такую модель сложнее, чем в случае наркомании или алкоголизма.
Однако канадские и британские ученые разработали такую модель, причем на крысах. Катарина Уинстенли (Catharine Winstanley) и ее коллеги из Университета Британской Колумбии (Department of Psychology, University of British Columbia) в Вакнувере (Канада) и Кембриджского университета (Department of Experimental Psychology, University of Cambridge) в Великобритании предложили игровую задачу лабораторным крысам и показали, что на ней можно изучать нейрохимию игры.
Цель состояла в том, чтобы обучить крыс игровой задаче, которую обычно используют в экспериментах с людьми (поскольку разработали ее психологи Университета Айовы, она носит название Iowa gambling task (IGT). В этой игре испытуемому демонстрируют четыре карты на мониторе. Причем выбор каждой карты может вести как к выигрышу, так и к проигрышу. Цель игрока – получить как можно больше денег, поэтому ему надо просчитывать величину и вероятность выигрыша и проигрыша и в соответствии в этим выбирать оптимальную стратегию.
Больше сахара – реже выигрыш. Что выбрать?
В распоряжении ученых оказались лабораторные крысы генетической линии Лонг-Эванс. Для обучения их игре сконструировали специальную камеру с пятью дырками, которые в открытом состоянии выдавали подкрепление – таблетки сахара. Над дырками располагались лампочки, так что на первом этапе обучения у крыс вырабатывали простой навык: если лампочка загорается, нужно сунуть нос в соответствующую дырку и получить сладкую таблетку.
Схему крысиной игровой задачи авторы работы придумали следующую. В каждой пробе четыре активных дырки выдавали разное количество сахарных таблеток: первая дырка – одну таблетку, вторая – четыре таблетки, третья – две таблетки и четвертая – три таблетки. После того как над дырками загорались лампочки-сигналы, крысе предстояло за 10 секунд сделать выбор – и она получала награду. Но не всегда. Награда выдавалась в каждой дырке с определенной вероятностью: от 0,9 (то есть, в 9 случаях из 10) до 0,4 (в 4 случаях из 10). В других случаях крысе выпадал проигрыш, что выражалось в задержке от 5 до 30 секунд, в течение которых мигала лампочка и ничего не происходило. А затем, через 5-секундный стандартный интервал, давали следующую пробу.
Оптимальная стратегия заключалась в том, чтобы выбирать третью дырку, дающую две таблетки. С учетом вероятности проигрыша (задержки) и ее длительности все другие дырки давали меньшее количество лакомства за то же время.
Для чистоты эксперимента ученые обучали две другие группы крыс двум контрольным задачам. Количество выдаваемых таблеток не менялось. Но в первой контрольной задаче задержка в случае проигрыша была одинаковой во всех отверстиях, а во второй задаче – одинакова была вероятность проигрыша.
Крысы смогли стать стратегами
Крысы проявили себя как талантливые игроки, поскольку уже через семь дней тренировки стали выбирать оптимальную стратегию (две таблетки) с вероятностью 60%. В первой контрольной задаче, с постоянным временем задержки, они также предпочитали две таблетки, а во второй контрольной задаче, с постоянной вероятностью проигрыша, предпочитали получать максимальный разовый выигрыш -- четыре таблетки.
На уже обученных крысах ученые испытали действие нескольких веществ, влияющих на дофаминовую и серотониновую системы мозга. Это системы нейронов, использующих в качестве химического передатчика нервного импульса дофамин и серотонин. Важнейшие элементы этих систем – расположенные на мембране нейрона рецепторы, с которыми связываются дофамин и серотонин. Дофамин, который (не совсем точно) называют «гормоном удовольствия», принимает участие в любом поведении, связанном с удовольствием, а серотонин неразрывно связан с эмоциями и настроением.
Испытав вещества, связывающиеся с разными типами рецепторов дофамина и серотонина, соединения, блокирующие работу рецепторов, а также амфетамин (стимулятор, влияющий на дофамин), ученые убедились, что практически все препараты в той или иной мере затрагивают игровое поведение крыс.
Крысиная модель поможет вылечить заядлых игроков?
Из проведенной работы ученые делают два основных вывода. Интересен сам по себе факт, что крысы оказались способны обучиться выбору оптимальной игровой стратегии. Биологи считают, что для этого они комбинируют информацию о размере выигрыша, о размере проигрыша и его вероятности. Что для грызунов задача довольно серьезная.
Конечно, игровая задача крыс в некоторых деталях отличается от ситуации реальной человеческой игры на деньги. Самое главное отличие заключается в том, что игроки как выигрывают, так и проигрывают деньги, то есть в результате могут оказаться в минусе по отношению к своему начальному состоянию. Крысы получают награду или не получают, но в минусе не оказываются. Так что крысиный проигрыш не совсем эквивалентен проигрышу в казино.
Тем не менее ученые полагают, что игровую модель на крысах можно использовать для изучения игрового поведения людей на нейрохимическом уровне и для поиска средств для борьбы с людоманией. Они убедились, что биохимия крысиной игры сродни человеческой.
Статья будет опубликована в журнале Neuropsychopharmacology.
