Коннектом. Как мозг делает нас тем, что мы есть

Возможно, вы заметили, что план сравнения коннектомов выглядит совсем иначе, нежели план их расшифровки. Коннекционистская теория памяти выдвигает определенные гипотезы (о клеточном ансамбле и о синаптической цепочке), которые можно проверить с использованием коннектомики. Однако подход, основанный на сопоставлении коннектопатий, как будто ничем не подкреплен. Не будет ли поиск коннектопатий тщетным без соответствующих гипотез?

Эрик Лэндер, один из руководителей проекта «Геном человека», так подытожил десятилетие, прошедшее после его завершения: «Главная польза геномики – в том, что она дает возможность исследовать биологические явления в реальном времени, беспристрастно и без теоретизирования». В школе нам несколько иначе рассказывали о научном методе. Нам внушали, что наука развивается, следуя трем стадиям: 1) сформулируйте гипотезу, 2) сделайте прогноз на основе этой гипотезы, 3) проведите эксперимент, чтобы проверить свой прогноз.

Иногда такая схема действительно срабатывает. Но на каждую историю успеха приходится множество историй неудач, вызванных тем, что ученый выбирает для проверки не ту гипотезу. На такую проверку подчас уходит много времени и сил, а проверяемая гипотеза в конце концов оказывается ложной или (что еще обиднее) просто неприложимой к данной ситуации. В последнем случае исследование было напрасной тратой времени. К сожалению, нет универсального рецепта, который позволил бы всегда формулировать безупречные гипотезы. Часто они возникают благодаря озарению или проблеску вдохновения.

Однако у нас есть альтернатива этому дедуктивному методу исследования, основанному на гипотезах: это индуктивный метод, основанный на информации. У него тоже три стадии: 1) соберите побольше данных, 2) проанализируйте их, чтобы выявить определенные закономерности, 2) сформулируйте гипотезы на основе этих закономерностей.

Одни ученые тяготеют к первому подходу, другие – ко второму, в зависимости от своего научного стиля. Но эти два подхода на самом деле не являются взаимоисключающими. Информационный подход можно рассматривать как способ создания гипотез, которые больше заслуживают дальнейшего исследования, чем те, что основаны лишь на чистой интуиции. Следующей ступенью может стать как раз исследование, основанное на гипотезах.

При наличии подходящих технологий мы сумели бы применить такой комбинированный подход к изучению психических расстройств. Коннектомика будет давать нам всё более точную и полную информацию о схеме нейронных связей. А при таком обилии данных больше не будет необходимости искать ключи под фонарем. Выявив конкретные коннектопатии, мы сформулируем на их основе вполне правдоподобные и заслуживающие дальнейших исследований гипотезы о причинах психических заболеваний.

Еще одно сравнение: поиск причин психических болезней подобен поискам иголки в стоге сена, ведь мозг устроен так сложно. Как добиться успеха? Один из способов – для начала выдвинуть правдоподобную гипотезу о более точном местонахождении иголки. И тогда вам понадобится обшарить лишь небольшой клочок сена. Такой подход сработает, если у вас хватило ума или везения предложить хорошую гипотезу. Другой путь – сконструировать машину, которая быстренько просеет всё сено в стогу. Такая технология гарантирует, что вы отыщете иголку, даже если у вас нет ни ума, ни везения. Это чем-то похоже на тот подход, который предлагает коннектомика.

* * *

Чтобы разобраться, почему отличаются умы, нужно лучше понять, чем один мозг отличается от другого. Вот почему сравнение коннектомов имеет такое важное значение. Однако многие различия могут оказаться неинтересными для наших целей, а потому следует сосредоточиться на тех, которые имеют сильную корреляцию с умственнопсихическими свойствами и характеристиками. Такие различия в конечном счете способны дать нам гораздо больше возможностей, чем френология, они, эти различия, позволят с высокой точностью предсказывать развитие психических расстройств у отдельных пациентов, а кроме того, давать адекватную оценку интеллектуальных способностей людей здоровых. (Для коннектомов, полученных путем микроскопии мертвого мозга, такой тест станет «предсказанием задним числом» – определением умственно-психических заболеваний или характеристик умерших людей по их мозгу.)

Выявление коннектопатий станет важным шагом на пути к пониманию определенных психических заболеваний. Но что дальше? В идеальном случае следующий этап – разработка более совершенных методов лечения или даже исцеление этих недугов. В следующей главе я изложу свои представления о том, как это можно будет делать.

Глава 13 Внесение изменений