Природа може не любити вакуум, але вона обожнює гексагональну сітку. Ця шестикутна форма є надзвичайно ефективним способом розподілу простору, від морської піни до стільників.

Тепер вчені виявили натяки на те, що людський мозок використовує цю ж геометрію для організації наших емоцій.

Використовуючи функціональну магнітно-резонансну томографію (фМРТ), команда нейробіологів виявила гексагональний підпис у мозковій активності, коли люди оцінювали емоційну інформацію, що свідчить про те, що сітковий механізм може допомогти мозку сортувати цю інформацію.

"Ці результати свідчать про те, що знання про емоції структуровані за допомогою сіткової координатної системи в людському мозку," пишуть нейробіологи Юмен Ма та Філіп А. Крагель з Університету Емора у статті, опублікованій у PLOS Biology.

Ми часто вважаємо емоції однією з найскладніших частин людського існування. Вони можуть бути швидкоплинними або тривалими, суперечливими, приголомшливими і важкими для розуміння, навіть для людини, яка їх переживає.

Проте те, як ми відчуваємо світ, здається, є життєво важливим. Емоції допомагають нам оцінювати ризики, приймати рішення, реагувати на змінні обставини та формувати зв'язки з іншими.

Коли наша здатність відчувати або регулювати емоції порушується, наслідки можуть торкнутися майже кожного аспекту нашого життя.

Отже, щоб орієнтуватися у світі, нам потрібно вміти розпізнавати емоції, розрізняти їх і розуміти, як вони пов'язані одна з одною.

Хоча вчені давно знають, що наше розуміння емоцій має дивовижно впорядковану структуру, як саме мозок кодує цю структуру залишалося загадкою.

Протягом десятиліть дослідники описували емоції за двома осями. Є валентність, яка стосується того, наскільки приємною або неприємною є емоція; і збудження, яке визначає, наскільки заспокійливою або активуючою вона є.

Разом вони складають афективний циркумплекс, двовимірну карту емоційних концепцій. Наприклад, задоволення і збудження можуть бути приємними, але одне є заспокійливим, а інше - значно менш заспокійливим. Аналогічно, гнів і ейфорія є дуже активуючими, але знаходяться на протилежних кінцях осі валентності.

Однак є підказки з інших досліджень, які вивчають, як мозок організовує і представляє інформацію, наприклад, просторову інформацію про наше оточення.

Це нас підводить до типу нейронів, відомих як гексагональні клітини.

Вперше виявлені у щурів у 2005 році, гексагональні клітини - це нейрони, які активуються, коли тварина рухається через певні місця у своєму середовищі.

Але ось дійсно захоплююча деталь. Якщо ви накреслите всі місця, де активується певна гексагональна клітина на карті оточення тварини, вони формують повторюваний малюнок рівносторонніх трикутників, створюючи сітку з шестикутною симетрією.

Це означає, що одна клітина активується, коли щур відвідує центр або будь-який з шести кутів уявного гексагону - і цей малюнок повторюється по всьому оточенню тварини.

Різні гексагональні клітини реагують на різні розташування, колективно надаючи мозку координатну систему, яка допомагає тварині відстежувати, де вона знаходиться під час руху.

Але сіткове кодування може бути не обмежене лише навігацією фізичними просторами. Попередні дослідження виявили докази того, що мозок використовує подібні патерни нейронної активності для організації абстрактної інформації, від візуальних концепцій до відносної цінності різних виборів.

Це підняло цікаву можливість. Якщо емоції можна організувати на двовимірній карті, чи може мозок використовувати таку ж координатну систему для їх навігації?

Це місце, де стає дійсно цікаво.

Ма і Крагель вивчили 18 людей і показали їм "емоційно насичені стимули" - вирази обличчя, що переходять з однієї емоції в іншу, та послідовності емоційно збудливих фраз - під час проведення неінвазивних фМРТ зображень їхньої мозкової активності.

Кожен стимул передбачав перехід через афективний циркумплекс, що дозволило дослідникам відстежувати мозкову активність, коли учасники слідкували за рухом через цей двовимірний емоційний "простір".

І ось воно.

У регіоні мозку, званому вентромедіальним префронтальним кортексом, дослідники виявили характерний підпис гексагональної сітки, коли учасники дослідження думали про емоційні стани.

Активність мозку варіювала залежно від напрямку руху через емоційну карту, слідуючи повторюваному малюнку шестикутної симетрії - так само, як сіткове кодування робить, коли мозок навігає фізичним простором.

Більше того, цей малюнок з'являвся незалежно від того, чи оцінювали учасники вирази обличчя чи письмові фрази, що свідчить про те, що мозок кодує зв'язки між емоційними концепціями, а не просто реагує на те, що учасники бачили.

Дослідники також виявили, що активність мозку відображала відстань між емоційними концепціями на афективному циркумплексі - і що цей сигнал був пов'язаний з тим, як учасники оцінювали зміни в емоційній інформації.

Тепер є деякі обмеження. Дослідження було досить малим - 18 людей - це не велика когорта - і потрібні подальші дослідження, щоб зрозуміти, як працює ця сіткова система і чи відіграє вона безпосередню роль у тому, як ми обробляємо емоційну інформацію.

Проте це дуже цікаві результати - що свідчить про те, що мозок може використовувати ті ж принципи для організації нашого емоційного світу, як і для навігації фізичним.

"Ці результати," пишуть дослідники, "свідчать про те, що структура, очевидна в самозвіті, може відображати те, як мозок організовує знання про емоції, використовуючи механізми, подібні до тих, що залучені в просторовій та концептуальній навігації."

Дослідження було опубліковане в PLOS Biology.