В-третьих, хотя нейровизуализация углубила наши знания о строении и функциях мозга, ее популистское применение, как правило, усиливает ошибочное представление о мозге как о механизме, состоящем из отдельных модулей, контролирующих конкретные способности в области мыслей и чувств. Безусловно, это не так. Исследования, предполагающие «найти в мозге представительство функции X», как правило, уводят в неверном направлении, поскольку психические функции
Всякий раз, когда газетные заголовки кричат: «Визуализация мозга показала...», читателю следует привлечь некоторый здоровый скептицизм.
не локализованы в том или ином месте мозга. В нем звучит разноголосица многочисленных областей мозга, которые собираются в параллельно работающие специализированные нейронные сети, стоящие за различными мыслями и чувствами. В мозге практически нет ничего замершего. Он постоянно перестраивается в ответ на обучение и опыт, каждую секунду бесчисленное количество раз меняя силу и рисунок связей между своими частями. Нейробиологи сейчас воспринимают мозг не как архипелаг мерцающих нейронных островов, а как искрящуюся электрохимической энергией, постоянно меняющуюся экосистему.
Огромное количество взаимосвязей внутри мозга объясняет, почему исследователи все дальше уходят от того узкого локального варианта картирования мозга, который использовался в исследовании колеблющихся избирателей, и предпочитают другой метод фМРТ, называемый классификацией паттернов[26]. Классификация паттернов, или «декодирование», предоставляет метод математической оценки активации с учетом обширных взаимосвязей внутри мозга. Специалисты сначала собирают данные о «типичных» реакциях мозга — скажем, страхе, как он наблюдается у испытуемых, которых просили посмотреть на пугающие вещи. «Обучив» на основе этих данных компьютерную программу, исследователи могут впоследствии определять, на что смотрит человек, просто анализируя деятельность его мозга. Таким образом, вместо того чтобы делать выводы, что фотографии Митта Ромни вызывают тревожность, исследователи должны сначала собрать массив статистических данных о характере активации мозга, порождаемой типичными источниками тревоги (например, фотографиями пауков, змей и игл для подкожных инъекций), а затем посмотреть, соответствует ли картина активации мозга при взгляде испытуемого на портрет Ромни переживанию тревоги, вызванному ее типичными источниками (26).
Четвертая оговорка, о которой стоит помнить при интерпретации изображений мозга: чрезвычайно важно адекватное планирование эксперимента. Постановка исследовательской задачи оказывает очень большое влияние на результат, который будет получен.
Этот урок наглядно проиллюстрирован серией экспериментов, разработанных с целью исследования особенностей обработки информации у тинейджеров в сравнении со взрослыми людьми. В эксперименте 1999 года специалисты Гарвардского университета просили обычных подростков просмотреть серию черно-белых фотографий, изображающих испуганные лица. В результате подростки неправильно интерпретировали каждое четвертое фото, временами видя в них гнев, удивление, замешательство или даже счастье. Независимо от того, правильно или нет они опознавали лицо человека как испуганное, миндалевидное тело тинейджеров явно активизировалось.
Последовавшее за этим исследование взрослых продемонстрировало, что те практически не ошибаются при определении страха. «Я думаю, это имеет важные последствия в плане... попыток подавить свои собственные интуитивные ощущения», — сказал один из исследователей (27). Эти исследования и были предприняты с целью проверить гипотезу, что подросткам не хватает умения интерпретировать эмоции других людей в социальных ситуациях и что поэтому они более склонны к импульсивному насилию, чем взрослые. В пятой главе мы покажем, как адвокаты в суде используют подобного рода логику в качестве аргумента в пользу того, что подростки должны нести меньшую уголовную ответственность за убийство, чем взрослые.
Оказалось, однако, что подростки могут быть не такими уж неразборчивыми в определении страха, проявляемого другими людьми. Когда Эбигэйл Бэйрд — один из специалистов, участвовавших в исходном гарвардском исследовании, — провела дополнительные экспериментальные серии с новым набором фотографий лиц, она получила другой результат. Она заменила фотографии. Вместо старомодных черно-белых снимков людей, напоминавших плохих актеров из второсортных фильмов ужасов, которые использовались в первом исследовании, она взяла цветные фото более современно выглядящих людей. Когда Бэйрд это сделала, юные испытуемые дали практически 100% правильных ответов. «Им просто были ближе и интереснее современные цветные фотографии, — заключила Бэйрд. — Они показали хорошие результаты, поскольку были заинтересованы» (28). Какие бы элементы в новых зрительных стимулах ни привели к разнице в ответах, суть в том, что, на первый взгляд, тривиальный аспект экспериментальной ситуации — стиль фотографий, не связанный с мимикой страха, — привел к совершенно иным выводам о способности подростков определять смысл выражений лица.
Пятая оговорка вырастает из того факта, что фМРТ является косвенным методом регистрации нейронной активности, ведь томография не регистрирует активность клеток мозга как таковую. Хотя большинство нейробиологов считают оправданным использование ВОШ-сигнала в качестве показателя изменения нейронной активности, нейрососу- дистая связь между кровотоком и нейронной активностью не так проста. Например, существует отставание, по крайней мере, на 2-5 секунд между активацией нейронов и повышением притока к ним обогащенной кислородом крови. Следовательно, многие колебания нейронной активности могут оставаться незамеченными. Чтобы компенсировать потерю данных, исследователи используют электроэнцефалографию (ЭЭГ). Она позволяет очень быстро оценить электрическую активность поверхности мозга, выдавая квант данных каждые четыре миллисекунды (тысячные доли секунды) или чаще, — это в тысячу раз быстрее, чем создание единственной картинки мозга с помощью фМРТ (29).
Но даже когда в какой-то «горячей точке» обнаружена активность мозга, не всегда понятно, что именно там происходит. Активируясь, нейроны посылают электрические импульсы по своему длинному отростку, который называют аксоном (с помощью своих отростков — аксонов и дендритов — нейрон сообщается с другими нейронами). Когда импульс достигает конца аксона, нейромедиаторы (химические носители информации) выбрасываются в синапс (крошечный зазор между аксоном одного нейрона и дендритом соседнего) и влияют на поведение принимающего нейрона. Химическое сообщение, передаваемое возбужденным нейроном, стимулирует принимающий нейрон, заставляя его тоже передавать импульсы дальше по цепочке. Правда, лишь часть нейронов являются возбуждающими, то есть стимулируют активность определенных областей мозга, другая же часть — это тормозные нейроны, которые призваны снижать активность других клеток.
Отсюда следует, что на статистической карте активации могут с таким же успехом ярко отображаться (как якобы «повышенная активность мозга») зоны тормозящих нейронов, которые не стимулировали активность, а, наоборот, работали на ее подавление. И наоборот, темные пятна могут проявляться там, где была активность. Это может произойти в случае, если воксел со стороной в три миллиметра все-таки оказывается слишком большой единицей пространственного разрешения, чтобы ухватить активность, происходящую на микроуровне, таком как крошечный кластер нейронов, который, несмотря на свой размер, может выполнять критически важную функцию. Эти небольшие кластеры могут и не обнаружиться на финальной карте активации. Более того, если судить только по степени активации, то некоторая область мозга может обманчиво показаться менее задействованной в выполнении задания, чем это есть на самом деле.
Фактически область может быть крайне необходима для выполнения задачи, но будет выглядеть менее активной потому, что мозг эффективнее справляется с задачами, которые человек выполняет регулярно и автоматически. Такой эффект «угасания с опытом» означает, что уровень кислорода в крови, требуемый для выполнения задачи, у опытного человека будет ниже, чем у того, кто никогда прежде с этой задачей не сталкивался. Таким образом, при оценке вклада различных областей мозга в выполнение задачи необходимо принимать во внимание и степень владения навыками (30).
