Лосось сомнений: почему все исследуют мозг и это не имеет никакого отношения к науке
Феликс Хаслер — кандидат медицинских наук, фармаколог, исследователь в Школе сознания и мозга при Берлинском университете имени Гумбольдта, приглашенный исследователь в Институте когнитивных и нейронаук им. Макса Планка в Лейпциг, а в прошлом — сотрудник психиатрической клиники при Цюрихском университете.
В конце марта в издательстве АСТ вышла книга Хаслера «Нейромифология: что мы действительно знаем о мозге и чего мы не знаем о нем». В ней автор рассуждает на тему популярности нейронаук и псевдонаучности большинства исследований. Он считает, нынешняя нейрошумиха не просто действует на нервы, но и имеет практическое влияние на жизнь множества людей, формируется в корне неверное впечатление, что исследования мозга дают точную информацию о биологических процессах, лежащих в основе наших переживай и эмоций. Forbes публикует отрывок из книги.
«Со времени «десятилетия мозга» 1990-х годов «новые науки о мозге» получили беспрецедентное распространение. Их объяснительные модели вышли далеко за пределы естественных наук и проникли на бывшие территории наук гуманитарных и общественных . Доказательства отсутствия свободной воли, открытие биологических маркеров криминального поведения или обнаружение нейромолекулярных причин страха, насилия и депрессии: все это сегодня смело включается в сферу интересов исследователей мозга. Пусть не сегодня, но в обозримом будущем они смогут решить даже такие масштабные проблемы.
Кажется, что тот из исследователей XXI века, кто действительно хочет сказать что-то существенное о природе и образе жизни человека, должен заглянуть в его мозг. Так, ученые, дисциплины которых не имеют никакого отношения к исследованиям мозга, давно открыли для себя нейронауки.
В поисках участков мозга, ответственных за принятие экономических решений, нравственное поведение или преступные замыслы экономисты, социологи и юристы подталкивают своих испытуемых к магнитно-резонансным томографам. Именно поэтому термин «новые науки о мозге» распространен уже несколько лет. Нельзя игнорировать ситуацию: нейропоезд движется вперед. Вряд ли существует какая-нибудь исследовательская дисциплина, которую нельзя модернизировать с помощью приставки «нейро-» и облагородить с помощью ореола мнимой экспериментальной доказуемости. Все исследуют мозг.
На 2012 год можно констатировать существование следующих нейронаук (и это вряд ли полный перечень): нейрофилософия и нейротеология, нейроэтика, нейроэкономика, нейродидактика, нейромаркетинг, нейроюриспруденция, нейрокриминология и нейрокриминалистика, нейрофинансовые науки, нейроэтология и нейроантропология. Для особенно искушенных исследователей существуют также нейроэстетика, нейрокинематография, нейроискусствоведение, нейромузыковедение, нейрогерманистика, нейросемиотика, нейрополитология, нейроархитектура, нейропсихоанализ и нейроэргономика. Не говоря уже о социальных нейронауках.
Темная сторона власти порождает нейровойны, подпитываемые многомиллиардными научными исследованиями. Каждый новый отдел науки доказывает свое право на существование, заявляя о реформировании исходной дисциплины с помощью «последних результатов исследований мозга».
Или, как резюмировал научный журналист Мартин Шрамм: «Все больше нейродисциплин внушают нам, что следуют строго научным путем, чтобы объяснить чудо человеческого существования».
Хиллари Клинтон активирует кору головного мозга избирателей
«Как далеко может зайти восторг перед нейровизуализацией, показано в знаменательной статье в The New York Times от 11 ноября 2007 года . Нейроученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и сотрудники нейромаркетинговой фирмы FKF Applied Research сообщили читателям популярной газеты, что может доложить о предстоящих президентских выборах в США нейронаука. Группу из 20 неопределившихся окончательно избирателей попросили указать в анкете свою симпатию или отвращение к различным кандидатам в президенты. Затем им показывали фотографии и видеообращения Хиллари Клинтон, Руди Джулиани, Джона Маккейна и других претендентов на президентство и с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии фиксировали активность их мозга.
Что же обнаружили исследователи? У избирателей, которые указали, что они не симпатизируют сенатору из Нью-Йорка, Хиллари Клинтон активировала переднюю часть поясной извилины коры головного мозга. Ученые трактовали это как внутреннюю борьбу с неосознаваемым импульсом признать кандидата от демократов.
«Показал потенциал» и республиканец Митт Ромни. Как-никак, его отрепетированные речи вызвали «самую высокую активность мозга». Хотя при показе его фотографий заметная тревога избирателей проявлялась в активации миндалины головного мозга, эта активация ослабевала, когда испытуемые слышали речи Ромни на видео. Джон Эдвардс, в свою очередь, оживлял островковую долю коры головного мозга тех избирателей, которым он не нравился. По мнению исследователей, эта активность была явным признаком «отвращения и других негативных чувств». Должны были «поработать» и Барак Обама с Джоном Маккейном. Фотографии и видеоролики не вызвали у испытуемых никаких сильных реакций — ни положительных, ни отрицательных . Обаме все еще нужно было постараться, чтобы произвести впечатление на нерешительных избирателей. И, как мы теперь знаем, это у него неплохо получилось».
Скорее астрология, чем наука
«Исследования такого рода позволяют сделать два вывода. Первый — в наши дни, похоже, недостаточно просто устно опрашивать людей. Второй — исследования, проведенные таким образом, вряд ли когда-либо попадут в научные журналы (и это успокаивает!). Описанное выше исследование еще и не пережило пересмотра коллегами-учеными. Они заподозрили слишком плохое исследование мозга. В любом случае, просканированные американские избиратели не появились на страницах специальной литературы. Статья в The New York Times спровоцировала многих экспертов. 14 ноября эта же газета напечатала письмо, в котором 17 американских и европейских нейроученых и исследователей процессов восприятия коллективно выразили свое негодование. Их основной претензией была грубая ненаучность. По словам инициатора письма Рассела Полдрака, речь шла «скорее об астрологии, чем о науке». Ведь одни и те же области мозга обычно активируются при разных психических состояниях, поэтому однозначное соотнесение конкретного участка мозга с определенным состоянием человеческой психики вообще невозможно.
Марко Якобони, один из критиковавшихся ученых, был удивлен резким отзывом коллег. Он обвинил авторов письма в публичном лицемерии — в конце концов, большинство критиков и сами делали выводы о психических состояниях на основе активации мозга. Разумеется, люди беспокоятся о хорошей репутации визуализационной диагностики. В опубликованной немногим позже передовице Nature говорилось, что текст в The New York Times «явно повествует о коммерческом продукте, который производит впечатление научного исследования». Предположение вполне обоснованно, так как, в конце концов, в качестве авторов исследования выступили три сотрудника нейромаркетинговой компании FKF Applied Research. В конце своего ответа редакторы Nature задавали очевидный вопрос: «Разве кому-то нужен сканер стоимостью $3 млн, чтобы сделать вывод, что ради поддержки не определившихся избирателей Хиллари должна поработать?».
Была ли исчерпана тема «политики и мозга» в СМИ и научном сообществе после этой легендарной статьи в The New York Times и острой на нее реакции? Нет, ни в коем случае. Во всех новых исследованиях с тех пор отстаивалось убеждение, что поведение избирателей и политические настроения не обусловлены (только) социокультурными факторами, но изначально предопределены нейробиологически. В апреле 2011 года довольно далеко в нейронаучном редукционизме замахнулась берлинская газета Der Tagesspiegel . «Социал-либералы более чувствительны», — так называлась статья об английском исследовании средствами структурной магнитно-резонансной томографии лиц с разными политическими взглядами. «У консерваторов центр беспокойства больше — это показывают результаты исследований Лондонского университета», — говорилось в газете . Правая мозжечковая миндалина консерваторов имеет «выраженно больший объем», — цитировались британские ученые. С другой стороны, у социал-либералов «необычно объемная передняя часть поясной извилины. Эта область мозга влияет на такие эмоции, как сострадание и способность к сопереживанию», — продолжала Der Tagesspiegel.
Если в случае с Хиллари Клинтон активация передней части поясной извилины еще интерпретировалась как «внутренняя борьба с неосознаваемым импульсом», то для лево-либералов ее работа оказалась связана с жалостью и чуткостью. В нейрополитологии возможно все. Der Tagesspiegel, конечно, не сомневалась в этом и смело подвела итог: «Мозг социал-либералов отличается от мозга консерваторов».
Лосось сомнений
На конференции организации Human Brain Mapping в Сан-Франциско в 2009 году одна научная работа молодых психологов одновременно и развлекла, и разозлила публику. В стендовом докладе на тему «Построение модели и анализ» Крейг Беннетт, Майкл Миллер и Джордж Уолфорд представили своим коллегам — исследователям мозга поучительную работу. Ее название: «Нейронные корреляты межвидового восприятия мертвого атлантического лосося: аргумент в пользу поправки на множественные сравнения».
Порядок проведения эксперимента был действительно инновационным. Психологи поместили в МРТ-сканер зрелую особь атлантического лосося (Salmo salar) и во время измерения показывали ему серию фотографий, изображающих людей в социальном взаимодействии. Обнимающихся, жмущих друг другу руки, спорящих и так далее. Точно также, как это обычно делается при проведении исследований в области «социальных нейронаук». Однако пикантность эксперимента Беннетта и его коллег заключалась в том, что лосось в сканере давно умер. Получив данные фМРТ о восприятии мертвой рыбой вариантов социального человеческого взаимодействия, авторы провели стандартный статистический анализ, как это обычно делается в исследованиях такого рода. В результате в мозге мертвого лосося были вычислены несколько сопряженных участков повышенной активности. И это при вполне обиходном уровне статистической значимости p = 0,001. На томограмме лосося зоны активности мозга выглядели как красные «капли», так же, как это бывает на других фМРТ-изображениях.
Что есть, то есть. Неужели мертвый лосось способен на межвидовое восприятие? Очень маловероятно. Авторы, которым не откажешь в чувстве юмора, хотели показать нечто совсем другое. А именно то, что почти наверняка получаются ложноположительные результаты, если не корректировать статистические данные с учетом поправки на множественные сравнения. Если бы перед анализом психологи скорректировали данные фМРТ по всем правилам статистического искусства, из мозга мертвого лосося исчезли бы все ложноположительные сигналы.
«Лосось сомнений», как он был прозван в профессиональной среде, является впечатляющим стимулом для последовательного использования вышеупомянутой статистической коррекции визуализационных данных. В ответ на исследование мозга лосося некоторые нейроученые нервно ответили, что это уже хорошо известно и что соответствующие поправки якобы приняты как должное в научной практике.
То, что дела обстоят совершенно иначе, показывает ретроспективный обзор фМРТ-исследований, опубликованных в таких известных журналах по нейровизуализации, как Cerebral Cortex, NeuroImage или Human Brain Mapping. Доля работ, в которых не было сделано никакой поправки на множественные сравнения, колебалась между 25% и 40%. Сколько красных и синих пятен на фМРТ-изображениях из этих исследований являются просто техническими и расчетными артефактами, вероятно, останется неизвестным.
В научной практике большинство исследователей хотят как можно меньше корректировать получаемые результаты визуализации, так как легко потерять даже настоящие свидетельства мозговой активности. Это тема для размышления. Определенно целесообразным представляется предложение приводить в научных публикациях как исправленные, так и неоткорректированные данные. У читателя-специалиста тогда была бы возможность самостоятельно решить, каким данным он доверяет. Во всяком случае, лосося Крейга Беннетта это бы не огорчило. Он был съеден экспериментаторами в день МРТ-сканирования.
Магия вуду в социальной нейронауке
Еще больше шума, чем юмористическое фМРТ-исследование мертвого лосося, вызвала в 2009 году методологическая работа Эдварда Вула и его коллег из Массачусетского технологического института. Когнитивные психологи очевидно намекали на свое противостояние с коллегами из сферы «социальных нейронаук». Первоначальное название их работы было «Вуду-корреляции в социальных нейронауках». Однако по просьбе журнала, в котором позднее появилась статья, название было изменено на «Удивительно высокие коэффициенты корреляции в фМРТ-исследованиях эмоций, личности и социального познания».
Что критиковали авторы статьи? Вул и его коллеги предположили использование магии вуду при выявлении «таинственно» высоких значений взаимосвязи отдельных групп личностей или определенного поведения и сигналов мозга, продемонстрированных социальными нейроучеными в своих исследованиях . После предварительного отбора Вул и его коллеги связались с авторами 54 работ и опросили их о статистических методах, использованных ими в фМРТ-исследованиях.
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.
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 (патологическое расширение заполненных спинномозговой жидкостью полостей в головном мозге).
Сообщалось о ряде пациентов, отличавшихся сильно уменьшенным объемом головного мозга, — однако это мало или вообще не ухудшало их состояние. Самый впечатляющий случай — молодой 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.