Исследователи из Института нейробиологии Макса Планка первыми описали различные эмоциональные выражения морд у мышей. Оказалось, что по ним можно определить, когда грызун испуган, ест что-то сладкое или горькое. Свои выводы ученые описали в журнале Science.
Удовольствие, отвращение, страх — выражения лица, отражающие эти эмоции, одинаковы у каждого человека. Например, если мы испытываем отвращение к чему-то, наши глаза становятся уже, нос морщится, а верхняя губа асимметрично искажается. Даже новорожденные дети реагируют на определенные явления с отчетливой мимикой, когда им грустно, радостно или противно. Мы также думаем, что можем распознать чувства в выражении морд наших домашних животных. Но в отличие от кошек или собак, морды других животных могут казаться нам невыразительными. Однако, новое исследование показывает, что это далеко не так.
Используя компьютерное зрение, авторы новой работы смогли надежно связать пять эмоциональных состояний с мимикой мышей: удовольствие, отвращение, тошнота, боль и страх были четко различимы для компьютерных алгоритмов. Они даже могли измерить относительную «силу» этих эмоций. Исследование показывает, что выражение морды мышей на самом деле не просто их реакция на внешний стимул. Оно отражает эмоциональную ценность определенного триггера для каждой особи.
«У мышей, которые лизали сахарный раствор, когда им хотелось пить, было замечено гораздо более радостное выражение морды, чем у напившихся грызунов, — объясняет Надин Гоголла, одна из авторов исследования. «Между тем, мыши, которые пробовали немного соленый раствор, имели, согласно нашим алгоритмам "удовлетворенное" выражение морды, а очень соленый раствор вызывал у них "брезгливое" выражение. Из этих и других экспериментов исследователи сделали вывод, что в отрыве от сенсорного стимула выражения морд действительно отражают внутренний, индивидуальный характер эмоций мышей».
Однако эмоции — это не просто реакция на внешний стимул, они возникают благодаря механизмам, заложенным в самом мозге. Поэтому в следующей части работы ученые решили выяснить, как нейрональная активность в различных областях мозга влияет на выражение морд. Нейробиологи были способны вызывать различные эмоциональные выражения при освещении определенных областей мозга, которые, как известно, играют определенную роль в обработке эмоций. Когда ученые измерили активность отдельных нейронов с помощью двухфотонной микроскопии и одновременно записали эмоциональную мимику мыши, обнаружилось нечто удивительное: отдельные нейроны островковой коры реагировали с той же силой и в то же самое время, как на морде мыши возникали эмоции. Кроме того, каждый отдельный нейрон был связан только с одной эмоцией.
Результаты этой работы позволяют сделать вывод о предположительном существовании «эмоциональных нейронов», каждый из которых отражает определенное ощущение — по крайней мере, в островковой коре головного мозга. «Записывая выражения морды, мы теперь можем исследовать фундаментальные нейронные механизмы, лежащие в основе эмоций в мышиной модели, — объясняет Гоголла. — Это является важной предпосылкой для исследования эмоций и возможных нарушений в их обработке, таких как тревожные расстройства или депрессия».