Уловка-22
Другая сторона уравнения «размер определяет познание» – это недавнее исследование, предполагающее, что «излишний мозг» порождает отвлекаемость [208]. Исследователи из Университетского колледжа Лондона использовали фМРТ для сравнения «легкоотвлекаемых» и «трудноотвлекаемых» людей. Отвлекаемость они измеряли следующим образом: участники исследования оценивали по предложенной шкале, насколько часто они пропускают дорожные знаки или забывают, зачем пришли в магазин. Было обнаружено, что респонденты с наибольшей степенью отвлекаемости имеют больший объем серого вещества в левой верхней теменной доле. Как повышенное число нейронов в определенной области мозга связано с нарушением внимания, на первый взгляд неясно, но руководитель исследования Риота Канаи предложил интригующее объяснение.
По мере развития из младенцев во взрослых у людей происходит приблизительно 50 %-ное снижение числа нейронов в коре нашего мозга. Хотя точный механизм и причины, стоящие за такого рода сокращением нейронов (прунингом), не слишком хорошо изучены, преобладает теория, что отсечение освобождает мозг от нейронных путей, которые могли быть полезны на ранних стадиях нашего развития, но становятся не нужны нам, когда мы налаживаем более сложные и отточенные способы когнитивной обработки информации. По мере того, как мы взрослеем, редко используемые или не используемые вовсе нейроны вычищаются ради создания физиологически и метаболически более эффективного мозга – метафорическим эквивалентом будет снятие строительных лесов после того, как строительство было завершено. Канаи предполагает, что больший объем серого вещества может быть не признаком повышенного функционирования, а скорее признаком менее зрелого мозга, отражающим, вероятно, небольшие нарушения в развитии. По словам Канаи, это согласуется с обнаружением увеличенного объема серого вещества у детей по сравнению со взрослыми и общим наблюдением, что дети легче отвлекаемы, чем взрослые.
Не важно, как вы относитесь к результатам исследования, вам следует восхититься той невероятной изобретательностью, с которой ученые способны использовать единственный параметр – объем мозга, – чтобы оценить и обретение новой информации, такой как двигательные навыки (как это увидели в увеличении премоторной коры обезьяны, обучавшейся использовать грабли) и наличие дефекта развития, нарушающего нормальное психическое функционирование. Команда исследователей справилась с нейропсихологическим аналогом попытки усидеть на двух стульях. Что особенно хитро в отношении этого аргумента – это то, что его нельзя ни доказать, ни опровергнуть. Поскольку прунинг может быть обнаружен только косвенно путем скрупулезного подсчета количества нейронов на единицу мозговой ткани, он не может быть измерен у живых субъектов. Представление о прунинге основывается на статистических подсчетах, и его невозможно выявить у живых субъектов.
Выводы Канаи поднимают еще одну проблему – проблему неизбежных ограничений использования данных, относящихся к одному моменту времени, для корреляции объема мозга с конкретной неврологической функцией. В исследовании Техасского университета крыс натренировали различать близкие низкочастотные тона. В процессе обучения слуховая область, отвечающая за обработку низкочастотных тонов, увеличилась в размере – в соответствии с идеей, что обучение приводит к генерации новых нейронов и/или нейронных связей. Однако приблизительно через месяц расширенные области сжались до своего исходного размера, хотя способность различать тона у крыс сохранилась. Если принять во внимание временный характер обучения, может оказаться, что обретение новых навыков связано с временным увеличением объема мозга, но, когда навык изучен, объем мозга возвращается к прежней норме.
У ведущего автора техасского исследования, Майкла Килгарда, есть объяснение, созвучное выводам Канаи. Мы учимся методом проб и ошибок. Так же ведет себя наш мозг. Он создает большое количество связей в попытках решить проблему. Как только оптимальное решение достигнуто, оставшиеся менее полезные связи становятся ненужными и удаляются. Таким образом, мы должны ожидать, что прунинг продолжается на протяжении всей жизни. Это природный способ избавления от обломков ошибочных проб. Расширяя это предположение, можно сказать, что размер мозга, как общий, так и локальный, динамичен, а не статичен. Полагаться на данные одного-единственного измерения – то же самое, что сделать быстрый снимок в середине напряженных скачек и судить по нему о том, кто будет победителем.
Вернемся к Эйнштейну. Можно сказать, что его интеллект, втиснутый в мозг обычного размера, является свидетельством более эффективного прунинга и исключительно отлаженного процесса обработки информации, результата того, что мысль продвигалась по широким магистралям, а не извилистым проселочным дорогам. Возможно, мозг Эйнштейна был огромным, когда осмысливал относительность, но потом резко сжался, как только Эйнштейн придумал формулу: Е=мс2. Кроме того, мы не имеем ни малейшего понятия, как происходит прунинг. Возможно, это функция глиальных клеток, и тогда повышенное количество глиальных клеток в его математическом центре свидетельствует о продолжавшемся прунинге, а не об особом эффекте глиальных клеток. Кроме того, если прунинг воздействует на связи, он может воздействовать и на толщину и целостность миелиновых оболочек. Короче, там, где существует множество возможных объяснений анатомических открытий, мы должны быть предельно осторожны. Любая обоснованная корреляция между глобальным и локальным размером мозга и конкретным качеством, в частности интеллектом, требует глубинного понимания флуктуаций в анатомии и физиологии, возникающих на протяжении жизни индивидуума, т. е. едва ли доступного исследователям технологического мастерства.
Однако поскольку у нас есть хорошие методы визуализации предполагаемых изменений в объеме мозга, они остаются фундаментальным инструментом нейробиологии. Попав не в те руки, представление результатов часто становится настоящим спектаклем. Одного особенно блестящего примера должно быть достаточно.
Мы учимся методом проб и ошибок. Так же ведет себя наш мозг. Он создает большое количество лишних связей в попытках решить проблему
Scientific American, май 2011 г.: «Религиозный опыт сокращает часть мозга» [209]. Университет Дюка провел фМРТ-исследование нескольких сотен мужчин и женщин средних лет с целью проверить влияние стресса на размер гиппокампа – мозговой структуры, играющей центральную роль в обработке эмоций, а также в формировании следов памяти. В прошлом исследования показывали, что атрофия (уменьшение) гиппокампа может быть связана с сильным стрессом, например у жертв пыток, заключенных концлагерей и т. п. В данном исследовании в дополнение к оценке общего повседневного стресса субъектов опрашивали о некоторых деталях их религиозных убеждений, конфессиональной принадлежности, были ли они возвратившимися к вере христианами или имели опыт религиозных переживаний, изменивший их жизнь. Результаты исследования таковы: значительных корреляций между собственной оценкой субъекта уровня своего стресса и размером гиппокампа замечено не было. Зато исследователи обнаружили определенные межиндивидуальные отличия, зависящие от религиозных убеждений. Заметная атрофия наблюдалась у респондентов, сообщивших об изменившем жизнь опыте религиозных переживаний. При этом большая атрофия наблюдалась у возвратившихся к вере протестантов, католиков и тех, кто не принадлежал ни к какой конфессии, в сравнении с протестантами, пришедшими к вере однажды.
Авторы заключают: атрофия гиппокампа в религиозных группах выборки может иметь отношение к стрессу! Они выдвинули теорию, что некоторые люди, принадлежавшие к религиозным меньшинствам, или те, кто отказывался от своих религиозных убеждений и затем возвращался к ним, испытывали более высокий уровень стресса. Это порождало выброс гормонов стресса, которые, как известно, сказываются со временем на объеме гиппокампа. Это может также объяснять тот факт, что как нерелигиозные, так и некоторые религиозные участники исследования имели меньший объем гиппокампа.
Если бы вы писали об этом исследовании для престижного научно-популярного журнала, такого как Scientific American, что бы вы написали? Вот что написал директор по науке Центра интегративной медицины Университета Томаса Джефферсона в Филадельфии, доктор медицины Эндрю Ньюберг:
«Это правдоподобная гипотеза. Авторы также указывают на некоторую ограниченность своих выводов, в частности, это касается небольшого размера выборки. Важнее, что причинно-следственные отношения между результатами исследования мозга и религией трудно установить однозначно. Возможно, например, что люди с меньшим объемом гиппокампа с большей вероятностью оказываются предрасположены к религии, что поворачивает причинно-следственный вектор в обратном направлении. Далее, может быть, что важными являются факторы, приведшие к изменившим жизнь событиям, а не эти переживания сами по себе. Поскольку атрофия мозга отражает все, что случается с человеком, невозможно с достаточной определенностью заключить, что наиболее интенсивные переживания были фактически тем самым событием, которое привело к атрофии мозга. Таким образом, существует множество потенциальных факторов, которые могли привести к указанным результатам. (Кроме того, несколько проблематично, что сам стресс не коррелирует с объемом гиппокампа, поскольку это была одна из потенциальных гипотез, заявленных авторами, и, таким образом, это ослабляет выводы.) Можно спросить: не оказывается ли так, что более религиозные люди страдают от большего неизбежного стресса, но их религия действительно помогает им успешнее от него защищаться? Религия часто упоминается как важный механизм, помогающий справиться со стрессом».
Его окончательное заключение:
«Это новое исследование является интригующим и важным. Оно заставляет нас больше задумываться о сложности взаимоотношений между религией и мозгом. Это поле научных знаний, называемое нейротеологией, может сильно продвинуть нас в понимании религии, духовности и мозга. Продолжительные исследования как острых, так и хронических воздействий религии на мозг будут очень ценны. На сегодняшний день мы можем быть уверены, что религия сказывается на анатомии мозга – мы только не знаем, как именно».
Забудьте о возможности каких-то интриг: Ньюберг – автор книги «How God Changes Your Brain: Breakthrough Findings a Leading Neuroscientist» [210]. Не обращайте внимания на шаткую логику – например, как можно утверждать, что общий уровень стресса не коррелирует с атрофией гиппокампа, и тем не менее предполагать, что стресс, скорее всего, является причиной атрофии гиппокампа у некоторых участников исследования, сообщивших об изменившем их жизнь религиозном опыте? Удивительнее всего альтернативная гипотеза Ньюберга о том, что размер гиппокампа может быть отражением стоящей за этим внутренней тенденции к религии. Это то же, что утверждать, что по размеру мозга можно судить, кем мы являемся: вернувшимися к вере протестантами или атеистами. Если такое точнейшее отнесение религиозного выбора с особенностями анатомии может считаться наукой, то френология – это Слово Божье.
В 2007 г. английское издание Королевского общества «Proceedings of the Royal Society» в своем флагманском биологическом научном журнале опубликовало критический разбор опубликованных за 25 лет результатов исследований связи между размером мозга и поведением. «Все мы знаем, что корреляция не отражает причинно-следственных связей, но причинность является контекстом, в котором неизбежно интерпретируются результаты» [211]. Авторы указывают, что нейробиологи игнорируют уроки истории, остаются невежественными в отношении прошлых и текущих исследований, ставящих те же самые вопросы, как правило, настойчивы в представлении неадекватного набора данных, не проводят соответствующих подтверждающих исследований, даже когда таковые доступны, ограничивают рассматриваемые корреляции теми, что подтверждают их гипотезы, и приводят корреляции в качестве доказательства причинно-следственной связи.
Приняли ли к сведению нейробиологи критику Королевского общества? Я дам вам возможность ответить на этот вопрос, предложив еще один – последний – пример анатомического метода, который был преподнесен в качестве значительного нейробиологического прорыва.
