Что значит быть собакой. И другие открытия в области нейробиологии животных - Грегори Бернс

То же самое и с мозгом дельфина. Эхолокация – это не чужеродная способность, которую нам ни за что не осознать. Эхолокация – это всего-навсего усиленный вариант неких навыков восприятия, которые имеются и у человека. Однако не пора ли нам перейти от органов чувств к чему-нибудь более глубинному? Поискать межвидовое родство в когнитивных процессах? Например, в области общения и социальных отношений.

На заре нейровизуализации, примерно с 1995 по 2005 год, невероятную популярность в когнитивной нейробиологии приобрела функциональная МРТ. В отличие от предшественницы, позитронно-эмиссионной томографии, она не требовала введения в организм радиоактивных изотопов. Метод подкупал быстротой и безопасностью. Центры нейровизуализации открывались во всех крупных исследовательских университетах, сперва на кафедрах рентгенологии медицинских институтов, затем на факультетах психологии. У немедиков впервые оказались в распоряжении инструменты, прежде имевшиеся лишь у рентгенологов. ФМРТ демократизировала нейровизуализацию. В целом, я думаю, это к лучшему. Чем шире доступ к технологии, тем выше вероятность открытий и прогресса.

С появлением нового инструмента в этой области начали тысячами возникать разовые исследовательские проекты. В научных журналах и прессе то и дело мелькали красочные изображения человеческого мозга с обозначенной областью нейронной активности для какого-нибудь взятого наобум психического процесса. Много внимания уделялось эмоциям – в духе «а это у нас центр счастья». Каюсь, угораздило и меня, пусть и не по личной инициативе. Мои ранние исследования отдельных частей мозга, связанных с принятием решений, попали на обложку Forbes с броским заголовком «В поисках кнопки “Купить”»[71]. Доступ к томографу обходился дорого, поэтому в ранних исследованиях испытуемых обычно было не больше двенадцати – двадцати. Однако из-за такой маленькой выборки результаты этих ранних исследований, скорее всего, были ошибочными. Очень немногие из этих исследований воспроизводились повторно в основном потому, что никому не хотелось тратить время и деньги на подтверждение чужих открытий и опытов, когда в мозге еще столько неизведанного.

Из-за этих красочных картинок с очагами активности самые суровые критики нейровизуализации дали ей прозвище «блобология» (от blob – клякса, шишка) – с отсылкой к существовавшей больше столетия псевдонауке френологии, в рамках которой особенности характера пытались определять по шишкам на черепе. В глазах критиков фМРТ была все той же френологией, только в новой упаковке – для аудитории XXI века.

Но для нас, тех, кто этим занимался, тот ранний период истории нейровизуализации был сплошным упоением. Мы чувствовали себя покорителями прерий, первопроходцами, храбро проникавшими туда, где еще никто не бывал. Что может быть проще – придумать эксперимент, набрать студентов-испытуемых и за пару вечеров или выходных нагрести вагон данных? Вопрос лишь в доступе к сканеру и финансировании этого доступа.

Раздолье для ковбоев от нейронауки закончилось где-то в 2008 году. Сперва Крейг Беннет, тогда постдокторант в Дартмутском колледже, сунул в томограф мертвую семгу. И обнаружил, что при отсутствии необходимых статистических поправок получается, будто в мертвой тушке наблюдается активность нейронов. Это привело к моментальному пересмотру требований к представляемым результатам в области нейровизуализации. Затем Эд Вул, тогда студент Массачусетского технологического института, написал статью с провокационным названием «Вуду-корреляции в социальной нейробиологии»[72]. Вул показал, что авторы многих авторитетных научных работ с использованием фМРТ непреднамеренно анализировали одни и те же данные дважды, что делало результаты более убедительными, чем они были в действительности.

Однако у науки есть способность к самокоррекции. Иногда на это требуется время, но в конце концов люди осознают ошибки ранних экспериментов и начинают вырабатывать стандарты правильного применения технологии. В нейровизуализации величина выборки постепенно подросла, хотя по-прежнему остается удручающе маленькой. А благодаря таким критикам, как Беннет и Вул, самая значительная перемена заключалась в осознании того, насколько легко получить при исследовании мозга ложные результаты. Такие результаты возникают, когда исследователь заявляет, что некая область мозга активируется при выполнении когнитивной задачи, тогда как на самом деле он видит лишь случайный всплеск в море беспорядочных флуктуаций. Отличить одно от другого не всегда удается, однако, по крайней мере, планка теперь поднята выше.

Во многих смыслах наш собачий проект был возвращением к тем временам «Дикого Запада». Когда мы с Марком начинали его в 2011 году, к нейровизуализации уже относились прохладно. Научные журналы предъявляли все более строгие требования к величине выборки и статистическим поправкам. Поэтому, когда мы обучили смирно лежать в томографе всю нашу подопытную группу из двух собак, мои коллеги отнеслись к происходящему с оправданным скепсисом.

Но мы не сдавались. Мы привлекли к участию других хозяев с собаками. Мы воспроизвели наши первоначальные эксперименты на большей выборке. Мы усовершенствовали статистические методы в соответствии с требованиями нашей научной области. И тем не менее одна неразрешимая трудность продолжала нас преследовать.

Многие ученые по-прежнему ставили под вопрос нашу интерпретацию активности мозга. Критике подвергался не только собачий проект. В рамках отхода от нейровизуализации Расс Полдрак, нейробиолог из Техасского университета в Остине, написал важную статью о сложностях определения психических процессов на основании наблюдаемой активности мозга[73]. Он доказывал, что в силу тесной взаимосвязи областей мозга тот или иной его участок может выполнять не одну функцию. И функция определенного участка в любой момент времени зависит не только от его активности, но и от происходящего в связанных с ним областях. Из-за этой тесной взаимосвязи, утверждал Полдрак, нельзя делать выводы о психическом процессе на основании одной лишь активности в определенной области мозга. Он назвал это «проблемой обратного вывода».

Способов борьбы с этой проблемой предлагалось несколько. Первый – интерпретируя психические процессы, рассматривать согласованную активность сразу во многих областях мозга. Этот подход привел к появлению коннектомики. На практике коннектомные исследования требуют огромного количества данных и терпеливых испытуемых, готовых долго сохранять неподвижность в томографе. Наши собаки, как бы хорошо они ни были выдрессированы, таким терпением не обладали, и для них эти исследования оказались бы непосильным испытанием. Второй способ – ставить такие эксперименты, чтобы они были сфокусированы на одном определенном когнитивном процессе. Иногда такой подход требует серии экспериментов. Мы с Марком и Питером решили пойти по этому пути.