Алан Джасанов - Мозг: прошлое и будущее [Что делает нас теми, кто мы есть]

Поразительные вычислительные фокусы, при помощи которых анализируют данные сканирования мозга, чреваты не менее поразительными провалами. Молодой ученый Крэйг Беннетт из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре показал это на довольно жестоком примере: он применил невинные методы фМРТ к мертвому лососю и обнаружил у него мозговую активность [205] C. M. Bennett, M. B. Miller, and G. L. Wolford, «Neural correlates of interspecies perspective taking in the post-mortem Atlantic Salmon: An argument for multiple comparisons correction», «Journal of Serendipitous and Unexpected Results» 1 (2010): 1–5. . Беннетт и его коллеги сканировали мозг усопшей рыбы, «показывая» ей фотографии, и несколько пикселей в ее мозге показали что-то вроде реакции на картинки, статистически типичной для экспериментов подобного рода, отчего на фМРТ получилась картина активности мозга, что называется, с душком. На самом деле то, что ученые принимают за реакцию мозга, иногда вызвано случайными флуктуациями на изображениях, которые не удалось выявить и исключить обычными методами анализа. Беннетту оказалось непросто опубликовать свою сатирическую статью, однако в итоге его заслуженно наградили Шнобелевской премией, которую присуждают «за достижения, которые сначала вызывают смех, а потом заставляют задуматься» [206] «About the Ig Nobel Prizes», Improbable Research, www.improbable.com/ig. . Другое исследование, подорвавшее авторитет фМРТ, провел студент Массачусетского технологического института Эд Вуль, который обнаружил, что авторитетные статьи о сканировании мозга сплошь и рядом приводят статистически невозможные результаты – то есть все равно что утверждают, будто при бросании монетки шансы получить орла могут быть больше 50 на 50 [207] E. Vul, C. Harris, P. Winkielman, and H. Pashler, «Puzzlingly high correlations in fMRI studies of emotion, personality, and social cognition», «Perspectives on Psychological Science» 4 (2009): 274–290. . В результате таких заблуждений авторы оскандалившихся исследований находили неправдоподобно надежные корреляции между отделами мозга и сложными стимулами. Хотя ошибки, на которые указывали Беннетт, Вуль и их коллеги, встречаются не только при исследованиях сканирования мозга и отнюдь не обусловлены их спецификой, все же риск в этой области особенно велик, поскольку сигналы очень малы, а базы данных огромны.

Косвенность и плохое разрешение современных методов, как видно, дают простор для толкований и не позволяют отсечь сторонние факторы. Примеры вроде исследования мозга лосося говорят нам и о том, как легко исказить результаты, если просто отнестись к организации или анализу эксперимента без должного усердия. Мы уже убедились, что разные люди смотрят на полученные изображения и видят на них кто разум, влияющий на мозг, кто мозг, занятый исполнением функций разума, – сканы мозга одинаково авторитетны как для дуалистов, так и для физикалистов. Если мы поймем, что на самом деле говорят нам данные функционального сканирования мозга, можно будет приблизиться к разгадке этого противоречия. Сегодняшние карты мозговой деятельности настолько неразборчивы, что мы, глядя на них, можем вообразить практически что угодно.

Моя коллега по Массачусетскому технологическому институту Нэнси Кэнвишер, которая одной из первых стала применять фМРТ для решения задач в области когнитивистики, говорит, что мозг – как швейцарский армейский нож [208] Nancy Kanwisher, «A Neural Portrait of the Human Mind», TED Conferences, 19 марта 2014 года. . Несмотря на все недостатки методов сканирования мозга, исследования их результатов, в том числе те, которые проводит сама Нэнси, выявляют неожиданные связи между определенными участками мозга и выполнением определенных задач – от распознавания лиц до размышлений о мышлении (см. рис. 7). Получается, что каждый из этих участков мозга специализируется на своей задаче, как разные инструменты в швейцарском ноже. Почти половина опубликованных исследований по сканированию мозга – это исследования локализации, а многие из оставшихся посвящены более подробному описанию выявленных участков мозга. Выводы о локализации – самые очевидные уроки, которые преподают нам исследования фМРТ. Если проводить эти эксперименты и толковать их результаты с должной тщательностью, они скажут нам, как устроены мозг и сознание, но если относиться к ним поверхностно, локализация когнитивных функций может отвлечь от попыток понять, как на самом деле работают мозг и разум.

Специализация отдельных участков мозга надежно установлена уже давно. До ПЭТ и МРТ такие данные получали в основном от ограниченного числа неврологических больных, у которых конкретные когнитивные и поведенческие расстройства можно было непосредственно объяснить локальным повреждением мозга. Пожалуй, самый известный пример – случай пациента по имени Луи Леборн, которого изучал французский врач Поль Брока в 1861 году [209] C. W. Domanski, «Mysterious „Monsieur Leborgne“: The mystery of the famous patient in the history of neuropsychology is explained», «Journal of the History of Neuroscience» 22 (2013): 47–52. . Леборн с детства страдал эпилепсией и практически полностью утратил способность говорить; когда его госпитализировали, он мог произнести лишь один слог – «тан». Во всем остальном интеллект и общие когнитивные способности Леборна сохранились; такой набор симптомов в наши дни называется «афазией Брока». При вскрытии Леборна Брока обнаружил, что у Леборна была повреждена левая лобная доля коры головного мозга, а затем оказалось, что повреждения того же участка наблюдаются и у других больных с похожими нарушениями речи. Открытие связи между порождением речи и особым участком мозга под названием «зона Брока» стало веским доказательством теории функциональной локализации Франца Галля (см. главу 1). Так что основная идея френологии оказалась верна хотя бы отчасти, даже если карты конкретных участков мозга и соответствующих особенностей черепа, которые составлял Галль, не имели ни малейшего отношения к действительности.

Рис. 7. Кора головного мозга человека с указанием долей и областей, которые, согласно исследованиям сканирования мозга, отвечают конкретно за: 1) места, 2) части тела, 3) лица, 4) лица и движения, 5) только движения, 6) размышления о том, как люди мыслят, 7) трудные когнитивные задачи, 8) речевые звуки, 9) тоны звуков

Сканирование мозга говорит о том же, только точнее. Современные методы избавляют ученых от необходимости уповать на редкое совпадение несчастья и везения, которые в прошлом приводили к находкам наподобие случая Брока. Сегодня можно набрать сколько угодно добровольцев, чтобы сканировать их под воздействием самых разных стимулов или при выполнении самых разных задач и поодиночке, и группами. Исследователи изучают результаты практически сразу после эксперимента, им не нужно дожидаться, пока испытуемые умрут и можно будет провести вскрытие. Мозг здоровых испытуемых, подвергающихся сканированию, не изуродован в целом болезнью или травмой, в отличие от недужного мозга несчастных страдальцев. Поэтому результаты сканирования обычно отражают нормальную физиологию мозга. А главное – сканирование, в отличие от травмы и болезни, охватывает мозг целиком. ПЭТ или фМРТ показывают, задействованы ли в экспериментальные парадигмы несколько структур одновременно, и характеризуют, насколько сильно и интенсивно реагирует каждый участок. Например, роли структур, задействованных в порождении и восприятии речи, можно исследовать в ходе одного эксперимента: это зона Брока, отвечающая за артикуляцию, зона Вернике, необходимая для понимания речи, слуховая и двигательная зоны коры, обеспечивающие слух и движение в целом, и множество функционально важных подотделов каждого из этих участков. Когда испытуемый выполняет задание, связанное с речью, исследователи наблюдают, как задействованы все эти области и как все они работают параллельно.