Как утверждали психологи, более чем в половине случаев ученые использовали корреляционные методы, систематически искажавшие фактические связи и показывавшие слишком высокие значения взаимозависимостей, чтобы быть правдой. В деталях проблема, описанная Вулом и его коллегами, касается продвинутых специалистов по статистике. Чтобы наглядно ее представить, можно привести притчу о техасском ковбое. Представьте головореза, стреляющего без разбора в складские ворота. Затем он рисует цель вокруг тех пулевых отверстий, которые находятся ближе друг к другу. Таким образом в результатах стрелка появляется сразу несколько прямых попаданий.
Аналогичным образом, по мнению авторов статьи, происходит выявление корреляций при фМРТ-экспериментах. При этом авторы не ограничились обычной методологической критикой. Они даже призвали предполагаемых исказителей статистических данных пересчитать результаты своих исследований: «Мы показываем, как данные этих исследований могут быть повторно проанализированы с помощью неискажающих методов Мы настоятельно призываем авторов провести такой повторный анализ и уточнить научные записи». Настоящая провокация, если учитывать, что все исследования и авторы упоминаются в конце статьи. Среди них много знаменитостей в области «социальных нейронаук», имеющих публикации в таких ведущих журналах, как Science, Nature или Human Brain Mapping. Атакованные, конечно, быстро защитили себя и осудили работу Вула как ошибочную и некорректную. Научный спор продолжается и по сей день.
Месье Тан пишет историю медицины
В мире функциональной нейровизуализации есть ряд концептуальных изъянов, технических недостатков, статистических причин ошибок, самовольных решений и необоснованных основных предпосылок. Тем не менее еще более важным, чем все это, является вопрос, есть ли вообще принципиальный смысл в том, чтобы искать в мозге зоны, ответственные за справедливость, мораль или духовность.
Хотя не позднее чем с 18 апреля 1861 года известно, что есть умственные действия, которые довольно точно локализуются в определенном месте мозга. В тот день французский врач Поль Брока извлек мозг своего умершего днем ранее пациента господина Леборня, страдавшего нарушением речи. В мозге бедняги Леборня, который на любой вопрос мог ответить только «тан», были выявлены серьезные изменения. Основываясь на локализации этих изменений и истории болезни, Брока пришел к выводу, что повреждение области между лобными долями и височными долями «господина Тана» должно было привести к потере возможности говорить. До сих пор область коры головного мозга, получившая название «центр Брока», считается местом обеспечения моторной организации речи.
Сегодня центр Брока по-прежнему остается ярким примером представления, что мозг можно разделить на независимые функциональные области. Точное местоположение этих разных областей в настоящее время надеются обнаружить при сканировании. Но насколько необходимо искать точные локализации мысленных действий, которые выходят далеко за пределы элементарных сенсорных и моторных функций? Использовать локализационный подход для поиска нейронных основ романтической любви или мистико-религиозного опыта?
Идея о том, что сложные психические функции прочно связаны с определенными зонами мозга, на самом деле была оставлена десятилетия назад. Гораздо более вероятно, что наш сознательный опыт обеспечивается высокодинамичной работой нейронов корковых и подкорковых нейронных сетей, которая связана с их согласованными активностью и торможением. Биологическая основа нашего сознания представляет собой ряд взаимосвязанных параллельных сетейвысокопластичных и способных к саморазвитию и самовосстановлению. Этой точки зрения придерживаются также известный исследователь сознания, лауреат Нобелевской премии Джералд Эдельман и итальянский ученый Джулио Тонони: «Представляется, что сознательный опыт связан с нейронной активностью, одновременно распределенной по группам нейронов в разных областях мозга. Следовательно, сознание не является прерогативой определенной области мозга. Напротив, нейронные основы сознания распространены далеко за пределы так называемой таламо-кортикальной системы и связанных с ней зон».
В этом ракурсе, чтобы любить, верить или лгать, человеку нужен весь мозг. Поэтому поиск специфичности сложных психических состояний с помощью фМРТ представляется совершенно бессмысленным. Все больше увеличивается пропасть между набирающей популярность точкой зрения, что сознание является результатом сложного взаимодействия многозадачных нейронных сетей, с одной стороны, и верностью нейронаучным экспериментам с использованием локализационного подходас другой.
Философ Альва Ной оценивает ситуацию еще радикальнее. Американский ученый-когнитивист не считает, что вообще имеет смысл искать нейронные корреляты сознания. Потому что таких нейронных структур просто не существует. Вот почему мы не можем объяснить, что такое нейронная основа восприятия. Представление, что мы«это наш мозг», является для философа не научным выводом, а, скорее, предвзятым мнением, неоспариваемой предпосылкой и предубеждением. Здесь же можно упомянуть решительное мнение когнитивиста Вэлери Хардкасл и врача Мэттью Стюарта: «Что говорят нам все накопленные параметры мозга о его работе? Пока очень мало». Даже «11 ведущих нейроученых» в своем «Манифесте исследователя мозга», опубликованном в журнале Gehirn & Geist, сомневаются, стоит ли использовать методы визуализации для выявления правил работы нашего мозга: «Описание центров активности с помощью ПЭТ или фМРТ и привязка этих зон к конкретным функциям или действиям едва ли помогают здесь двигаться вперед. Ведь то, что все это происходит в мозге в определенный момент, не дает никакого объяснения в прямом смысле слова. И о том, как работает мозг, эти методы ничего не сообщают. В конце концов, они лишь очень косвенно измеряют, где среди множества сотен тысяч нейронов есть чуть больше спроса на энергию. Это похоже на попытку выяснить принцип работы компьютера, измеряя его энергопотребление при выполнении различных задач».
Нужен ли Вам мозг на самом деле?
В 1980 году журнал Science опубликовал статью, название которой могло разозлить большинство читателей: «Нужен ли Вам мозг на самом деле?» В этой статье обсуждались поразительные выводы британского невролога Джона Лорбера, который специализировался на лечении пациентов с гидроцефалией.
Сообщалось о ряде пациентов, отличавшихся сильно уменьшенным объемом головного мозга, однако это мало или вообще не ухудшало их состояние. Самый впечатляющий случаймолодой студент, «с коэффициентом интеллекта 126, получает высшие баллы по математике и совершенно нормальный с социальной точки зрения. Однако у этого мальчика практически нет мозга». МРТ определила в коре головного мозга этого студента только тонкий слой нейронов, вероятно, толщиной в один миллиметр. Около 95 % его черепа было заполнено спинномозговой жидкостью. «Я не могу сказать, составляет ли вес мозга студента-математика 50 или 150 граммов. Однако очевидно, что ему далеко до обычных 1,5 килограмма», говорит невролог.
«Как кто-то с гротескно уменьшенным объемом серого вещества может не только вращаться среди своих коллег без всяких социальных проблем, но и достичь больших успехов в учебе?»спрашивает Роджер Левин, автор той провокационной статьи в Science. Некоторые объяснения имеются. Очевидно, мозг обладает невероятными резервными ресурсами, без которых можно обойтись. Как почки или ткань печени. Кроме того, гидроцефалия в первую очередь затрагивает «белое вещество», состоящее из нервных волокон с миелиновой оболочкой. Тело нервных клеток «серого вещества» разрушается лишь незначительно. И, что представляется важным для возможности сохранения всех когнитивных функций даже в тяжелых случаях, болезнь развивается очень медленно в детстве, поэтому мозг имеет достаточно времени для адаптации.
Удивительную степень нейропластичности в детском возрасте фиксирует также тематическое исследование «Половина мозга», описанное в медицинском журнале Lancet в 2002 году. Авторы Боргштайн и Гротендорст демонстрируют МРТ-снимок черепа семилетней девочки. На изображении в корональной плоскости отсутствует все левое полушарие. Из-за хронического энцефалита с эпилептическими припадками это полушарие было удалено у девочки, когда ей было три года.
Каковы были последствия этой операции? Трудно поверить, но практически никаких. Девочка свободно говорит на двух языках, хорошо развивается и живет нормальной жизнью. Вызванный основным заболеванием односторонний паралич исчез, оставив лишь небольшую спастичность правой руки и правой ноги. Благодаря пациентам с удаленным полушарием мозга было сделано еще одно удивительное открытие: у них не пропадают никакие воспоминания. Даже если операция сделана довольно поздно, то есть в раннем подростковом возрасте. Очевидно, что содержимое памяти не хранится где-то локально в одном или в другом полушарии мозга.
Как показывают предыдущие примеры, исходя из четко определенной функциональной специфики областей коры головного мозга, далеко не уйдешь. Или, словами невролога Лорбера: «Кора головного мозга, вероятно, отвечает за гораздо меньшее, чем думают большинство людей». Еще одно косвенное подтверждение, что не имеет большого смысла с помощью фМРТ искать участки нервного подергивания коры головного мозга при решении моральной дилеммы или созерцании произведения искусства.
«Повторяемость» как слово-раздражитель
Если результаты научных испытаний не могут быть перенесены с одной группы испытуемых на подобную вторую группу или с одного измерительного инструмента на другой, эти результаты имеют мало научного значения. В этом профессиональные круги сходятся. Что известно о надежности фМРТ-исследований? Если сегодня я буду проводить фМРТ-эксперимент и повторю его в другой день, насколько велика вероятность, что я получу такие же результаты? И как они будут выглядеть, если я проведу аналогичный эксперимент на другом сканере?
Группа американских исследователей ответила на вопрос о повторяемости результатов фМРТ, назвав конкретные цифры. Чтобы определить «повторяемость результатов измерений», Ли Фридман и его коллеги дважды исследовали пятерых добровольцев в одном и том же сканере с интервалом в 24 часа. Процедуру двойного измерения испытуемые прошли в общей сложности в десяти разных МРТ-сканерах. Они должны были выполнить очень простую задачу: отбивать пальцами ритм, который одновременно слышали через наушники и наблюдали в виде мигания шахматной доски на экране. Так была обеспечена надежная активация слуховой, зрительной и двигательной зон коры головного мозга. Если один и тот же человек дважды исследовался в одном и том же сканере, устойчивость измерений сохранялась во вполне разумных пределах: привычно определяемый в таких случаях коэффициент корреляции составил 0,76 единицы.
При этом психологи Крейг Беннетт и Майкл Миллер, использовавшие усреднение по множеству различных когнитивных задач, экспериментальных подходов и типов сканеров, представили явно неутешительные данные. В среднем наложение «активных областей» составило всего 29 %, даже если фМРТ-эксперимент повторялся в одном и том же сканере. Таков был результат метаанализа 63 отдельных исследований повторяемости результатов фМРТ-измерений. «Даже если эта цифра не показательна для каждого отдельного эксперимента, она демонстрирует актуальную суммарную степень надежности фМРТ», заключают авторы обзорной статьи 2010 года.
Если рассматривать результаты Фридмана и его коллег при повторении очень простого сенсомоторного опыта в десяти разных сканерах, то они еще более сомнительны. Коэффициент корреляции, полученный авторами исследования, составил жалкие 0,22 единицы. Можно представить, каким окажется коэффициент корреляции при повторении сложных фМРТ-экспериментов, например, при принятии решения морального или экономического характера.
Даже если рабочая группа фМРТ-исследователей напрямую изучала раздражающую «повторяемость» результатов, всегда найдется причина, по которой другие исследователи не смогут их повторить. Обычно среди подозреваемых называются другие сканеры, другая напряженность поля, другие испытуемые, другие «статистические традиции», другие схемы построения эксперимента. Но что означает определенная активация мозга в нейро-экономическом фМРТ-эксперименте, если ее нельзя повторить?
В конце концов, в своем обзоре Фридман и его коллеги предлагают ряд мер по повышению повторяемости результатов фМРТ. Удивительно, но в профессиональной среде до сих пор нет четкого понимания, что вообще может считаться приемлемым для обеспечения надежной повторяемости результатов при фМРТ-исследованиях. Для этого нет рекомендаций, не говоря уже об обоюдном согласии экспертов или даже об обязательных базовых принципах. «В области нейровизуализации все по-прежнему в значительной степени не регулируется, но нет и регуляторов. Например, можно было бы лучше нормировать определенные процессы, всегда используя один и тот же локализатор для зрительной стимуляции. Это позволило бы сопоставлять результаты, полученные в различных центрах визуализации. Но этого все еще слишком мало», комментирует ситуацию в интервью специалист по нейровизуализации и философ Хенрик Вальтер.
Заявления без последствий
Как в науке и обществе до сих пор может сохраняться отличная репутация методов визуализации, прежде всего фМРТ, если они столь очевидно сомнительны и подвержены помехам и ошибкам?
Вероятно, дело в том, что процедура нейровизуализации в значительной степени не позволяет объективировать конкретные результаты исследований посредством эмпирической автокоррекции. При изучении работы мозга, выходящей за пределы основных сенсорных и двигательных процессов, способов квалифицированно доказать или опровергнуть интерпретацию мозговой активности во время фМРТ до сих пор почти не существует. Поскольку нельзя проверить толкование эмпирическим путем, любое утверждение может остаться без последствий. Допускаются спекуляции, и безнаказанными остаются даже самые запутанные объяснительные конструкции. В лучшем случае можно спорить о степени убедительности объяснения. Исследование мозга превращается в вопрос веры.
То же самое относится к локализации сигналов фМРТ. По крайней мере, когда исследуются такие сложные явления, как любовь, вера или психические расстройства. Вряд ли какой-нибудь ученый, глядя на фМРТ-изображение и выявляя где-то активацию, говорит: «Нет, не может быть. Если человек любит, здесь активации быть не может. Произошла ошибка».
Тот факт, что неправильно выявленная активация здесь, фантастическая интерпретация данных там, как правило, не имеют практических последствий, усложняет оспоримость нейровизуализационных исследований. Своего рода самоиммунизация против критики, а также против дальнейшего развития, которая в подобной форме редко встречается в других эмпирических и технических науках. Инженеру, разрабатывающему двигатель, такой неотъемлемый дефект автокоррекции может показаться странным. Если его недавно разработанный двигатель один раз задымится и два раза взорвется во время трех тестовых прогонов, очевидно, что продукт можно улучшить. Химик, прилежно выполняющий синтез, но не получающий желаемого продукта, в конце концов может потерять работу. Но это не касается исследователя мозга, который проводит нейровизуализационные эксперименты. Так как обычно его нельзя уличить в практической бессмысленности его действий.
Глава третьяНейроэссенциализм
Яэто мой мозг?
Всякий человеческий опыт, включая научные обоснования, математические логические модели, представления о морали, формы художественного выражения и религиозные переживания, базируется только на нашем мозге. Из этого правила нет исключений.