Что значит быть собакой. И другие открытия в области нейробиологии животных

Раздолье для ковбоев от нейронауки закончилось где-то в 2008 году. Сперва Крейг Беннет, тогда постдокторант в Дартмутском колледже, сунул в томограф мертвую семгу. И обнаружил, что при отсутствии необходимых статистических поправок получается, будто в мертвой тушке наблюдается активность нейронов. Это привело к моментальному пересмотру требований к представляемым результатам в области нейровизуализации. Затем Эд Вул, тогда студент Массачусетского технологического института, написал статью с провокационным названием «Вуду-корреляции в социальной нейробиологии»[72]. Вул показал, что авторы многих авторитетных научных работ с использованием фМРТ непреднамеренно анализировали одни и те же данные дважды, что делало результаты более убедительными, чем они были в действительности.

Однако у науки есть способность к самокоррекции. Иногда на это требуется время, но в конце концов люди осознают ошибки ранних экспериментов и начинают вырабатывать стандарты правильного применения технологии. В нейровизуализации величина выборки постепенно подросла, хотя по-прежнему остается удручающе маленькой. А благодаря таким критикам, как Беннет и Вул, самая значительная перемена заключалась в осознании того, насколько легко получить при исследовании мозга ложные результаты. Такие результаты возникают, когда исследователь заявляет, что некая область мозга активируется при выполнении когнитивной задачи, тогда как на самом деле он видит лишь случайный всплеск в море беспорядочных флуктуаций. Отличить одно от другого не всегда удается, однако, по крайней мере, планка теперь поднята выше.

Во многих смыслах наш собачий проект был возвращением к тем временам «Дикого Запада». Когда мы с Марком начинали его в 2011 году, к нейровизуализации уже относились прохладно. Научные журналы предъявляли все более строгие требования к величине выборки и статистическим поправкам. Поэтому, когда мы обучили смирно лежать в томографе всю нашу подопытную группу из двух собак, мои коллеги отнеслись к происходящему с оправданным скепсисом.

Но мы не сдавались. Мы привлекли к участию других хозяев с собаками. Мы воспроизвели наши первоначальные эксперименты на большей выборке. Мы усовершенствовали статистические методы в соответствии с требованиями нашей научной области. И тем не менее одна неразрешимая трудность продолжала нас преследовать.

Многие ученые по-прежнему ставили под вопрос нашу интерпретацию активности мозга. Критике подвергался не только собачий проект. В рамках отхода от нейровизуализации Расс Полдрак, нейробиолог из Техасского университета в Остине, написал важную статью о сложностях определения психических процессов на основании наблюдаемой активности мозга[73]. Он доказывал, что в силу тесной взаимосвязи областей мозга тот или иной его участок может выполнять не одну функцию. И функция определенного участка в любой момент времени зависит не только от его активности, но и от происходящего в связанных с ним областях. Из-за этой тесной взаимосвязи, утверждал Полдрак, нельзя делать выводы о психическом процессе на основании одной лишь активности в определенной области мозга. Он назвал это «проблемой обратного вывода».

Способов борьбы с этой проблемой предлагалось несколько. Первый – интерпретируя психические процессы, рассматривать согласованную активность сразу во многих областях мозга. Этот подход привел к появлению коннектомики. На практике коннектомные исследования требуют огромного количества данных и терпеливых испытуемых, готовых долго сохранять неподвижность в томографе. Наши собаки, как бы хорошо они ни были выдрессированы, таким терпением не обладали, и для них эти исследования оказались бы непосильным испытанием. Второй способ – ставить такие эксперименты, чтобы они были сфокусированы на одном определенном когнитивном процессе. Иногда такой подход требует серии экспериментов. Мы с Марком и Питером решили пойти по этому пути.

Самая суровая критика в адрес собачьего проекта исходила от представителей лагеря консервативных бихевиористов. Надо признать, мало кто из ученых по-прежнему исповедовал сформулированные Скиннером принципы в чистом виде, однако именно в бихевиористском ключе норовили истолковать любое наше открытие.

Претензии – вариации на тему «проблемы обратного вывода» – сводились к тому, что, может быть, у собак просто формируют цепочку условно-рефлекторных связей. Ведь мы приучали их к томографу, награждая за смирное лежание сначала в головной катушке, потом в симуляторе томографа, потом в симуляторе с добавлением шума и, наконец, в настоящем томографе. И даже в эксперименте «можно/нельзя» они получали лакомство за неподвижность. Что, если, с собачьей точки зрения, все это просто последовательность действий, ведущая к награде? Тогда любая наблюдавшаяся нами активность в их мозге обусловлена обыкновенным ассоциативным обучением. И незачем приплетать сюда мышление, эмоции и даже разум![74]