«Нейромифология»: Почему распространенное понимание мира нейронаук не соответствует действительности
Некоторые оптимисты от нейронаук считают, что буквально все, от свободы воли и особенностей поведения до психических расстройств, можно объяснить работой мозга. Действительно ли, чтобы понять себя, нам достаточно разобраться в устройстве содержимого нашей черепной коробки? По мнению Феликса Хаслера, фармаколога и исследователя в Школе сознания и мозга при Берлинском университете имени Гумбольдта, успехи нейроисследований сильно преувеличены. В книге «Нейромифология» (издательство «АСТ»), переведенной на русский язык Татьяной Граблевской, он рассказывает, почему представление о возможностях нейронаук не соответствуют эмпирическим данным и каковы их пусть не столь громкие, зато реальные достижения. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом, посвященным процессу фМРТ, а также несовершенству и вопросам интерпретации полученных с его помощью изображений.
Что мы видим, когда смотрим на снимок мозга?
Основная предпосылка фМРТ состоит в том, что мозг активен именно там, где более активно происходит кровообращение и, соответственно, где поглощается больше кислорода. Вскоре после активации нейронных сетей усиление кровотока вызывает приток богатого кислородом гемоглобина. В то же время концентрация гемоглобина, не содержащего кислород (дезоксигемоглобина), в этом месте снижается.
Именно эти изменения фиксируются с помощью стандартной процедуры фМРТ, так называемой технологии BOLD*-фМРТ. Знаменитые цветные пятна, BOLD-сигналы, создаются на компьютере с помощью математических расчетов после проведения фМРТ. Таким образом, они представляют собой не что иное, как образно интерпретированные в виде графических изображений статистические сведения об изменениях кровотока и потребления кислорода в мозге. Для фМРТ особенно подходит общий термин «процесс визуализации», так как это словосочетание подчеркивает, что подобная визуализационная технология связана не просто с фиксацией изображения, но с производственным процессом.
*Англ. blood-oxygen-level-dependent, т. е. фМРТ, зависимой от уровня кислорода в крови. — Прим. перев.
Почти не встречающее возражений предположение, что фМРТ отображает истинную нейронную активность**, пусть и опосредованно, через механизм BOLD-сигналов, совсем не так достоверно, как кажется. Хотя благодаря прямому физиологическому исследованию мозга животных было выявлено, что нейронная активность обычно связана с увеличением потребления кислорода, в исследовании, проведенном в Лаборатории нейрососудистой визуализации Калифорнийского университета в Сан-Диего, было также показано, что нейронная активность иногда приводит к сужению, а не к расширению кровеносных сосудов. И, следовательно, к снижению, а не к усилению кровотока. Это, разумеется, является полной противоположностью стандартной интерпретации, согласно которой оценивают все данные фМРТ. Поэтому историк науки Фернандо Видаль и философ Франсиско Ортега совершенно справедливо спрашивают: «Что же мы видим, когда смотрим на снимок мозга?»
**«Нейронная активность» означает, что в определенном месте мозга в нейронах изменяется частота электрических разрядов (потенциалов действия).
Видеть значит верить
Так как структурные и функциональные МРТ-изображения очень похожи, большинство неспециалистов, а также многие профессионалы не из цеха нейровизуализации, не поняли, что теперь томограммы больше не передают то, «что существует на самом деле», как это было в случае с рентгеновскими снимками. Видеть значит верить — для человека, по природе склонного к иконофилии, красочные томографические изображения автоматически обретают соблазнительную силу истинного образа.
Но на самом деле все обстоит совершенно иначе. Нейровизуализационные изображения — это не просто нечеткие фотографии работающего мозга низкого разрешения, а результат множества технологических процессов. До получения итогового образа необходимо принять длинный ряд технических решений. От обработки исходных данных со сканера до окончательных статистических расчетов. Целая «цепь заключений», как было сказано в одной из переводных статей журнала Nature Neuroscience.
При этом слепо верить этой «цепи заключений» обычно не стоит: «...в итоговой [научной] публикации обычно содержится сильно редуцированная часть оригинальных данных, отфильтрованная в результате серии преобразований и оценок, часто довольно своеобразных. Не существует единого мнения о „правильном“ способе проведения этих исследований; каждое из них имеет свои сильные и слабые стороны, кроме того, постоянно разрабатываются новые методы». Один лишь выбор уровня статистической значимости требует доcтижения сложного баланса между возможными ложнопозитивными и ложнонегативными результатами.