ю мозга. А главное – сканирование, в отличие от травмы и болезни, охватывает мозг целиком. ПЭТ или фМРТ показывают, задействованы ли в экспериментальные парадигмы несколько структур одновременно, и характеризуют, насколько сильно и интенсивно реагирует каждый участок. Например, роли структур, задействованных в порождении и восприятии речи, можно исследовать в ходе одного эксперимента: это зона Брока, отвечающая за артикуляцию, зона Вернике, необходимая для понимания речи, слуховая и двигательная зоны коры, обеспечивающие слух и движение в целом, и множество функционально важных подотделов каждого из этих участков. Когда испытуемый выполняет задание, связанное с речью, исследователи наблюдают, как задействованы все эти области и как все они работают параллельно.
Открытие специализированных участков мозга, несомненно, играет значительную роль и в биологии. Подобно тому как различные силы в ходе геологической эволюции Земли породили горные кряжи, океаны и реки, которые мы видим сегодня, можно представить себе, что факторы, повлиявшие на эволюцию человека, сформировали и наш мозг – сделали его таким, как теперь. Если в мозге есть участки и группы участков, чья деятельность сильно коррелирует с ментальными функциями наподобие речи и социализации, это наталкивает на мысль, что эти функции – примеры эволюционного приспособления, для которого понадобилось особое неврологическое оборудование. Эту точку зрения в наши дни разделяют многие нейрофизиологи. «Главное – не конкретное местоположение [соответствующих] участков мозга, – объясняет Нэнси Кэнвишер, – а тот простой факт, что наш мозг и наш разум в первую очередь состоят из конкретных компонентов с определенными задачами»[210]. Однако исследования сканирования мозга делают особый упор на связи умственных способностей с физическими областями в мозге, а это заставляет многих ученых относиться к ним скептически как к возрождению френологической псевдонауки. «Критики считают, что фМРТ упускает из виду взаимосвязанность механизмов мозга и распределение труда, поскольку делает ставку на локализацию активности, тогда как главное в функционировании мозга – связь между его отделами», – пишет Дэвид Доббс в заметке «Факт или френология?» в «Scientific American»[211]. Психолог Рассел Полдрак взял на себя труд составить список опубликованных исследований фМРТ, которые неявно поддерживают френологические концепции, и тем самым показал, что современную науку удивительно легко примирить с устарелыми идеями. Для каждого примера Полдрак привел старинные френологические классификации, тематически похожие на соответствующие эксперименты с фМРТ и указывающие на те же конкретные участки мозга, которые выявило сканирование. «Можно не сомневаться, что Галль и его современники сочли бы эти результаты сканирования мозга доводами в пользу биологической реальности своих предположений», – отмечает Полдрак[212]. И в самом деле, подача результатов таких исследований подтверждает правоту Полдрака. Броские заголовки: «Как на уровне нейронов проявляется помощь любимому человеку», «Неврологический субстрат человеческой эмпатии» или «Неврологическая основа высокого интеллекта» – оставляют впечатление, будто сложные черты характера можно свести к пятнам на карте мозга[213]. Легко представить себе, что какие-то из всех этих основ и субстратов, каждый из которых соответствует по меньшей мере одной локальной зоне активности на фМРТ, примерно совпадут с френологическими зонами, «отвечающими», скажем, с шишками любвеобильности или стяжательства на керамической голове Лоренцо Фаулера.
Небрежное толкование результатов исследований по локализации вызывает нарекания еще и тем, что предполагает, будто региональная активность, словно те же самые шишки на голове, и в самом деле тождественна тем или иным когнитивным процессам. В 2011 году специалист по рекламе Мартин Линдстрем в статье в New York Times утверждал, что потребители в буквальном смысле слова любят свои айфоны, потому что фотографии на айфонах активируют участок мозга под названием «островковая доля», который входит в число областей мозга, реагирующих, когда испытуемые смотрят на фотографии своих романтических партнеров[214]. То есть Линдстрем расценивает сигналы от островковой доли на фМРТ как неопровержимые признаки любви, хотя на самом деле эта доля реагирует, когда человек испытывает и положительные, и отрицательные эмоции. Джона Лерер в своей книге «Представьте себе» описывает эксперимент, в ходе которого выявили связь между решением задач и областью мозга под названием передняя верхняя височная извилина. Он пишет, что «передняя верхняя височная извилина способна находить» ответы на словесные головоломки, то есть что эта извилина самостоятельно решает задачи[215]. И даже биолог Фрэнсис Крик, нобелевский лауреат, и тот попал в ту же ловушку «участок мозга тождествен когнитивной функции»: он ссылается на исследования патологий мозга как на доказательство, что «свобода воли локализована либо в передней поясной борозде, либо где-то в ее окрестностях», – речь идет о небольшой складке у средней линии мозга[216].
Подобная логика ошибочна и с технической, и с теоретической точки зрения. С технической точки зрения критика опирается на пределы возможностей самих методов сканирования. Каждое пятнышко повышенной активности – это тысячи, если не миллионы, клеток, синапсов и нейрохимических веществ, и все они вносят свой вклад в функционирование мозга, словно мириады голосов, увлеченных беспорядочным спором. На сегодня у специалистов по сканированию мозга нет надежного способа разделить и проанализировать эти голоса, потому-то они и идут по пути наименьшего сопротивления – слушают мнение тех, кто громче всех кричит! Конечно, лучше всех может быть слышно и единодушную реакцию клеток какого-то участка мозга на тот или иной стимул, но скорее всего исследователи учитывают мнение большинства, причем не всегда подавляющего, а то и просто активного меньшинства клеток, чьи голоса перекрывают молчаливое большинство. Что касается фМРТ и ПЭТ, самые громкие голоса вызывают и самые заметные колебания кровотока, причем это не обязательно голоса, играющие главную роль в мозговой функции как таковой. Все осложняется еще и тем, что карты мозговой деятельности почти всегда опираются на сравнение того, как на изображении проявляется условие эксперимента, с реакциями на контрольные условия, которых может быть несколько, так что выявленные участки мозга – это на самом деле те участки, которые проявляют наибольшую активность в условиях эксперимента, а не те, которые активируются исключительно условиями эксперимента. Вывод – если какой-то участок мозга «светится» сильнее всего во время исполнения той или иной ментальной задачи, из этого не следует, что этот участок в целом специализируется на этой задаче и у него нет других функций.
У этой медали есть и обратная сторона: в ходе экспериментов со сканированием обычно «светятся» не все участки, задействованные в соответствующем когнитивном процессе. Объясняется это главным образом проблемой верхушки айсберга[217]. Все знают, что айсберги гораздо крупнее их видимой части – 90 % каждой плавучей горы коварно таятся под поверхностью океана. При анализе данных функционального сканирования аналогом айсберга становится карта изменений сигнала на фМРТ, коррелирующих с той или иной задачей или стимулом, задействованными в эксперименте. Карту рассчитывают непосредственно на основе «сырых» изображений. Но хотя карта в принципе покрывает мозг целиком, исследователи видят активность только в тех участках, где надежность или сила сигналов на изображении превосходят пороговую величину, заданную экспериментатором. Если порог слишком низок, видно слишком много пиков, и велика вероятность, что некоторые из них вызваны случайными факторами, не имеющими отношения к мозговой деятельности, – вспомним ложную активацию в мозге мертвого лосося. Однако типичные консервативные пороговые величины исключают из поля зрения и некоторые пики, прямо относящиеся к специфической активности, вызванной задачей эксперимента. Это и есть подводная часть айсберга. А значит, какая-то доля релевантной активности мозга не попадает в анализируемые данные и обычно не обсуждается. Из-за этой проблемы большинство исследований функционального сканирования мозга систематически переоценивает, в какой степени реакция мозга локализована в нескольких маленьких областях.
В 2001 году Джеймс Хэксби из Датрмутского колледжа опубликовал авторитетную статью, где утверждал, что при интерпретации экспериментов по сканированию мозга следует учитывать весь айсберг целиком, в том числе и те сигналы изображений, которыми обычно пренебрегают. Хэксби и его коллеги отошли от стандартной практики и не ограничились теми областями мозга, которые сильнее всего реагируют на экспериментальные стимулы. Это дало им возможность наблюдать, что нейронные реакции охватывали «большие участки коры, где реакции как большой, так и малой амплитуды несут информацию» о визуальных стимулах[218]. Подобный подход соответствует такой картине мозговой деятельности, при которой ментальные процессы не ограничены специфическими структурами, а охватывают большую часть мозга.
На фундаментальном уровне все нейрофизиологи понимают, что действительность именно такова. Даже если какой-то участок мозга проявляет высокоспециализированные паттерны активности, у этой активности должен быть источник. Скажем, если участок мозга активируется при виде лиц, стимулы-лица должны пройти с сетчатки через всю многослойную систему зрительного восприятия, добраться до этого участка, который особенно сильно реагирует на лица, и вызвать в нем соответствующие сигналы. Если другие отделы мозга не найдут в этих стимулах ничего похожего на лицо, то этот участок не сможет отличить стимул-лицо от любого другого. Не исключено даже, что отличать лица от других стимулов, поступающих в мозг, помогает