«Чарующее обаяние нейронаучных объяснений». С чем психология справляется лучше нейробиологии?

Представьте, что вы читаете о результатах эксперимента, участники которого распознавали изображения лиц быстрее, чем изображения домов. Автор статьи предлагает два объяснения причин:

• быстрое понимание намерений важно для человека как социального вида,
• изображения лиц напрямую активируют фузиформную кору.

Какое из этих объяснений кажется вам более убедительным? Оказывается, большинство людей верят второму — да и любому объяснению, которое содержит нейронаучные термины.

Этот эффект называют чарующим обаянием нейронаучных объяснений (seductive allure of neuroscience explanations). Люди больше доверяют материалам, в которых есть нейробиологические термины или изображения мозга.

Обаяние нейронаучных объяснений — главная причина того, почему нейронаука занимает добрую половину сегодняшнего научпопа. Нам рассказывают, как мозг учится, принимает решения и заставляет своего хозяина лайкать посты в фейсбуке. Я расскажу, что не так с этими объяснениями.

Хардкор vs булшит

Когда мы читаем про синапсы и нейромедиаторы, мы на самом деле хотим узнать про психику и поведение человека: как мы учимся, как запоминаем и извлекаем информацию, что влияет на наши решения, почему нам что-то нравится, а что-то нет. Это изучает наука психология. Нейронаука занимается такими вещами, как белки, кальциевые каналы, синапсы, активность нейронов и нейромедиаторы. Чтобы отличать это направление от нейронауки в популярном представлении, я называю его хардкорным. Предмет хардкорной нейронауки мало интересен людям извне.

Людей больше привлекает когнитивная нейронаука — исследование мозговых механизмов поведения и психических процессов. Это прекрасная научная дисциплина, однако она является главным рассадником бессмысленных нейронаучных объяснений. Их когнитивные психологи и другие ученые называют нейробулшитом.

«Проще некуда»: как нейронаучпоп рождает сенсации

Когнитивная нейронаука пытается соединить психический процесс, например рабочую память, с какими-то нейрофизиологическим процессом — скажем, активностью дорсолатеральной префронтальной коры. Испытуемым дают задание, для которого нужно удерживать информацию в памяти и преобразовывать ее (например, задача n-назад, когда человеку по очереди показывают некие объекты и нужно помнить несколько последних из этого ряда), при этом участник лежит в магнитно-резонансном томографе. Обнаруживаем более высокую активность в какой-то зоне мозга при выполнении этой задачки, и вуаля — ваше нейронаучное объяснение рабочей памяти готово. Научные журналисты готовы писать, что в мозге найден центр концентрации.

На самом деле такой скачок от нейрофизиологического процесса (активности части коры) к психическим (активности рабочей памяти) совсем не простой.

Во-первых, с психологической стороны мы замерили только процесс выполнения одной задачи, который, как предполагается, задействует рабочую память.

Во-вторых, что вообще нам дает МРТ? Один из самых популярных видов сканирования в когнитивной нейронауке — это функциональная МРТ, томография динамики нейрофизиологического процесса. Чаще всего она представляет собой фиксацию количества кислорода в крови, которая приливает к определенному кубику мозга — так называемому вокселу, размер которого зависит от разрешения томографа.

При чем тут вообще кислород, спросит внимательный читатель, мы же занимаемся рабочей памятью и корой? Если нейроны в какой-то части мозга активно работали, то есть передавали нервные импульсы, они тратили глюкозу, и ее запасы надо восстановить. Ее и «привозит» свежая кровь вместе с молекулами гемоглобина с привязанным к ним кислородом. Таким образом, в месте активной работы нейронов через несколько секунд появляется много молекул гемоглобина, обладающего определенными магнитными свойствами. Это и фиксирует томограф.

Каждый раз, когда вы читаете, что наш мозг что-то делает (запоминает или мотивирует), это значит, что, скорее всего, ученые обнаружили связь мозгового кровотока с выполнением какого-то задания.

Нейропсихологический скачок, таким образом, состоит из следующих этапов:

С этим скачком есть много проблем.

1. Процесс занимает несколько секунд. А вот психические процессы, которые мы изучаем: реакция на стимул, опознание объекта, принятие решений, — часто длятся миллисекунды.

2. Приток крови может зависеть от множества факторов. Разберем один пример.

Представьте, что мы связываем активность двух групп нейронов. После одного звукового сигнала даем зрительный стимул — таким образом, активация нейронов в слуховой коре предсказывает активацию нейронов в зрительной коре. Последовательную активность можно легко увидеть на функциональной МРТ.

Если не давать изображение после звука, зрительные нейроны перестанут активироваться, но кровоток к этим нейронам увеличится! Дело в том, что какая-то дополнительная система выучила, что после звукового сигнала в зрительной коре появится потребность в метаболитах. Томограф будет показывать активность зрительной коры, будто испытуемый что-то видит. Но если вживить электроды и делать прямую запись активности нейронов, то можно убедиться, что они «молчат».

3. Статистический анализ функциональной МРТ очень сложен, есть множество альтернативных подходов, которые могут вести к разным выводам; например, в недавнем проекте исследователи из 70 лабораторий независимо анализировали один и тот же набор фМРТ-данных и получили разные результаты.

Получается, что соблазнительные нейронаучные объяснения содержат огромное количество умолчаний и возможных ошибок. Я перечислил лишь малую часть. Теперь поговорим об альтернативах.

Как психология исследует мышление

Всё интересное, что мы знаем про мозг (как он связан с нашими мыслями, образами и поведением), невозможно без экспериментальной психологии. Именно психология формулирует, что такое память. Память бывает долгосрочной и краткосрочной, рабочей и иконической. Понятие рабочей памяти определяется через описание психических процессов и поведения. Нам нужны четкие, сформулированные в терминах измерительных операций определения психических процессов, чтобы исследовать, как их реализует центральная нервная система.

Экспериментальная психология познавательных процессов (она же когнитивная психология) остается в тени популярной когнитивной нейронауки, и люди о ней не знают.

Она строит теории о познавательных процессах: что такое память, какие у нее функции и виды, как их измерять, какие бывают нарушения, как развивается память из детства к старости и т. д. Я попал в когнитивную психологию совершенно случайно, и моя личная боль — то, что огромное количество талантливых школьников и студентов, которые могли бы совершить прорывы в исследованиях мышления, внимания, памяти и обучения, думают, что для этого нужно идти на биофак.

Даже если мы определили понятия силами психологов и провели аккуратный нейрофизиологический эксперимент, нам нужно быть очень осторожными с интерпретацией результатов. А также с дальнейшими выводами, которые ученые и публика могут из них сделать.

Вот популярное заблуждение: если люди различаются чем-то в анатомии или физиологии мозга, то это точно нечто врожденное.

Помню одну научпоп-лекцию, в которой говорилось, что размер структур, отвечающих за силу воли, у людей различается. Так что если вы родились с маленьким — не помню, что это было, наверняка что-то в префронтальной коре, любимом отделе популяризаторов, — то, увы, никак вы силу воли не натренируете. Однако мозг отличается от других органов тем, что он пластичен. Это значит, что он подстраивается под внешние условия существования организма и быстро перестраивается, если эти условия меняются или мозг получает травму.

Еще одно заблуждение — чтобы что-то по-настоящему объяснить в психике человека, нужно изучить мозговой механизм. На самом же деле функция, например способность сохранять информацию на будущее, первичнее субстрата! Мозг сформировался таким, каким мы его имеем сейчас, потому что в процессе эволюции был важен не размер гиппокампа, а хорошая работа функции сохранения информации! То же происходит при жизни и после некоторых травм: потерянная функция восстанавливается за счет других мозговых структур, которые берут ее на себя.

Что определяют гены, мозг и психика

Биологическое всегда ассоциируется с чем-то врожденным, то есть генетическим. Соотношение врожденного и приобретенного — классическая проблема науки, но еще больше — околонауки.

Обнаружить что-то по-настоящему заданное генами, очень сложно, потому что наше поведение может менять наш мозг.

В моменты самой высокой пластичности — с рождения до совершеннолетия — мозг ребенка бомбардируется родителями, воспитателями, учителями, другими детьми. Мозг младенца с рождения находится под влиянием языка их родителей, который впоследствии становится инструментом мышления подростка и взрослого.

На примере языка хорошо видно, как внешнее воздействие модифицирует центральную нервную систему. К моменту рождения у ребенка есть огромное количество связей между нейронами, намного больше, чем у взрослых. Но в первые годы жизни оно быстро уменьшается — этот процесс называется прунингом. Проявляется это, например, в разнице в освоении фонетики языков — например, взрослый японец не может различить звуки [р] и [л]. И дело не в генах японцев. В любой культуре маленькие дети различают намного больший диапазон звуков, чем взрослые. Но культура и язык через психику и поведение взрослых влияет на психику и мозг ребенка, минуя эволюцию и гены.

В психологии есть теории, которые объясняют развитие высших психических функций: произвольное внимание, произвольную память, логическое мышление и другие — так же, как и отбор фонетики языка. Так, известный отечественный психолог Лев Семенович Выготский предполагал, что только взаимодействуя с взрослым человеком в период раннего развития нервной системы, ребенок может сформировать произвольное внимание как способность долго фокусировать внимание на предмете в соответствии с целями своей деятельности. Оставь ребенка без взаимодействия с взрослыми в период раннего развития, и он не сформирует эти процессы, внимание останется на биологическом — непроизвольном — уровне. Современный вариант этой теории развивает английская исследовательница Сесилия Хейес в статье «Когнитивные гаджеты».

Выпуск подкаста «Объяснять и предсказывать», в котором ведущие обсуждают статью Сесилии Хейес

Это же касается и различий в мозге у представителей разных полов.

Прежде чем доказывать что-то, апеллируя к различиям в мозге мужчин и женщин, стоит задуматься, действительно ли их породили гены — или то поведение и образ мыслей, который закладывают мальчикам и девочкам в голову с колыбели.

Это отдельная большая тема, но психическое (через культурное) может оказаться первичнее биологического и тут. В недавней статье о том, почему человек так сильно отличается от животных при совпадении генома на 99,9%, французские ученые представили коннектомную гипотезу.

Это идея о том, что своими когнитивными преимуществами перед животными человек обязан не анатомии мозга, а структуре связей в нем.

На мой взгляд, это может стать новым мостом в совместном объяснении психики и мозга.

Даже в школьном курсе биологии про гены говорят, что они определяют не признак, а норму реакции — диапазон, в котором может варьироваться признак в зависимости от внешних и внутренних условий развития. Но с генетикой психических функций или поведения (а нам ведь интересно про них) всё еще сложнее, потому что такие высокоуровневые признаки, как произвольное внимание, рабочая память, способности и интеллект, не определяются отдельными генами. А значит, даже на норму реакции тут смотреть бесполезно.

Генетика может определять такие процессы, как скорость продукции нейромедиатора или размер каких-то участков мозга. И это действительно может коррелировать, например, с объемом рабочей памяти. Только кроме этого — еще с десятком различных психологических, поведенческих и чисто физических показателей! Ведь этот нейромедиатор и эта часть мозга могут участвовать во всем, что делает человек.

Будем ли мы называть это хорошим объяснением рабочей памяти? Можем ли мы оценить хотя бы процент, на который мы объяснили рабочую память — как в классической формуле психогенетики «столько-то процентов врожденного, столько — приобретенного»? На мой взгляд, объяснения здесь на ноль процентов.

Как лечить болезни мозга?

Болезни — еще одна большая сфера влияния обаяния нейронаучных объяснений. Разберем это на примере нобелевского лауреата Эрика Канделя. Недавно вышла его книга про психические расстройства. Книга хорошая, однако даже живой классик транслирует плохой нейроредукционизм в духе «по-настоящему объяснить что-то в поведении или психике человека — значит найти это в мозге». Отсюда же плавно вытекает представление о том, что, пока мы не считаем патологию болезнью мозга, мы ее и как настоящее заболевание не воспринимаем.

Кандель рассказывает о том, как расстройства поведения до XX века рассматривали как проблемы моральные — безнравственность человека или плохое воспитание, и лечили соответственно, воспитательно-исправительными методами. А когда ученые поняли, что это болезнь мозга, начали лечить по-настоящему.

Но всё, что происходит с психикой, происходит и с мозгом! Если мы оказываем на человека немедикаментозное влияние, мы тоже воздействуем на его мозг. Тут нет никакой специальной границы.

При этом биологическое в книге Канделя отождествляется с научным. Так, говоря про то, что депрессия и зависимости плохо лечатся без психотерапии, Кандель порождает удивительные конструкции: психотерапия, говорит он, имеет биологический эффект: она воздействует на мозг. Конечно, это так, ведь психика и поведение осуществляются мозгом, и если мы их меняем, то и в мозге неизбежно возникнут изменения.

Опасность нейробулшита не только в том, что он дает неправильные объяснения. Он усиливает веру в детерминизм в плохом понимании этого слова — то есть в то, что сознание и воля вторичны, а поведение управляется чередой физиологических реакций, которые мы не можем контролировать. Биологизация психических заболеваний ведет к еще большей стигматизации и дистанцированию от пациентов с такими диагнозами даже среди врачей. Другая сторона медали — представление о том, что, если физических проявлений вашей болезни не обнаружено, она не настоящая. Так можно затянуть психическое заболевание до критической точки.

К психологии тоже есть вопросы

В психологии много и собственных проблем. Из-за невозможности непосредственно наблюдать психику и сложности поведения людей прогресс в психологии происходит очень медленно. Существует много противоречащих друг другу теорий, эксперименты не всегда позволяют нам выбрать из теорий. Психология находится в центре кризиса воспроизводимости, то есть их сложно или невозможно повторить.

Однако не всё так плохо. Когнитивная психология обладает ядром более или менее надежных знаний, которым она смело может делиться. А кризис воспроизводимости затрагивает когнитивную психологию только по касательной: из отчета о воспроизводимости психологических экспериментов 2015 года следует, что основная проблема здесь с социальной психологией. Эксперименты, опубликованные в журналах по когнитивной психологии, воспроизводятся намного лучше.

Нейронаука притягательна. Желая познать самих себя силами науки, мы отдаемся в объятия нейропопуляризаторов, которые дают псевдообъяснения самым важным вещам в нашей жизни: сознанию, личности, нашим убеждениям. Эти объяснения не только неверны с чисто научной точки зрения, но и могут нести прямой вред, поэтому стоит критически подходить к утверждениям популяризаторов науки.