8
Мозг мальчика: копнем чуть глубже
«Сканирование мозга: все, что вам надо знать, чтобы выглядеть умными на вечеринках»
Говоря о сканировании мозга, люди чаще всего имеют в виду МРТ, или магнитно-резонансную томографию. Существует множество способов, которыми ученые исследуют мозг (приведу немного аббревиатур: ПЭТ, ЭЭГ, ЯМРТ, МРС, УЗИ), но поскольку магнитно-резонансная томография — наиболее распространенная техника, я представлю ее краткий обзор, чтобы вы могли склонить голову, потрясенные всей сложностью проблемы.
Работает МРТ следующим образом: человека кладут внутрь очень большой и очень дорогой машины, которая начинает щелкать, вращаться и стучать. В результате этого щелканья, вращения и стука компьютер выдает изображение того, что творится в мозге человека.
Здесь возникает сложность (впрочем, большинству из нас все это и так покажется чересчур сложным): машина не делает снимков возбужденных нейронов — клеток мозга; вместо этого она измеряет активность мозга косвенно, получая электронную величину изменений насыщенности крови кислородом, которая называется сигналом BOLD (уровень оксигенации крови). Чем больше клеток мозга возбуждается, тем сильнее изменяется оксигенация крови. Сигналы об активации компьютер превращает в вокселы, маленькие трехмерные кубики (< 3 мм3), подобные пикселам цифровой фотокамеры.
Не измеряя активность клеток мозга напрямую, МРТ делает это косвенно, измеряя сигнал BOLD, меняющийся в зависимости от возбуждения клеток мозга, и превращая полученную информацию в эквивалент пиксела, который по неизвестным нам причинам назвали вокселем. Чем больше клеток мозга возбуждается, тем сильнее изменяется оксигенация крови, тем мощнее будет сигнал активации и тем ярче будет воксел на окончательном изображении.
Довольно сложно, не так ли?
Да, сложновато.
Значит, теперь мы можем делать выводы о том, как работает человеческий мозг, сперва давая ему какую-то задачу, а потом изучая аккуратный снимок мозга в вокселах?
Нет, не совсем.
Хм-м…
Да.
Почему же?
К сожалению, есть некоторые проблемы с точностью выводов на основании МРТ. Дело не ограничивается измерением сигналов BOLD, превращением их в аккуратный узор из вокселей и расшифровкой того, как именно работает мозг.
Вот досада.
Еще какая.
А есть простое и не слишком долгое объяснение, почему это так?
Конечно есть: пишущие узлы. Я расскажу вам, почему расшифровывать МРТ-снимки (так называемые сканы мозга) следует с большой осторожностью:
♦ Главная проблема заключается в том, что вы не можете проверить способности человека в реальной обстановке. Людей испытывают, когда они лежат внутри машины, и это создает проблемы в проекции полученных данных на настоящие способности в реальном мире.
♦ Сигналы BOLD могут меняться в зависимости от исследуемой части мозга, типа задания, используемого стимула, возраста и здоровья человека, от того, употреблял ли он кофеин или никотин (стоит надеяться, что последний фактор у детей не встречается). В общем, сигналы подвержены изменениям.
♦ Сигналы BOLD у одного человека могут быть разными в разное время, и установить точку отсчета сложно.
♦ Иногда интересующая часть мозга бывает слишком маленькой, чтобы вокселы ее выделили. Ученые работают над созданием прибора с размером вокселей до 1 мм3, что очень поможет в исследованиях, но пока такого аппарата еще нет.
♦ Мы не знаем, как на сигналы BOLD влияют развивающиеся области детского мозга. Ряд исследований показывает сходство между сигналами BOLD у детей и взрослых, однако многое требуется уточнить, прежде чем можно будет делать какие-то определенные выводы о значении МРТ у детей.
♦ Статистика, использованная для анализа результатов, действительно сложна.
В исследовательской литературе существует множество дискуссий, где одна группа ученых называет подсчеты другой группы неправильными, а значит, их результаты и выводы нельзя назвать точными.
Важно то, что сканирование мозга, о котором мы постоянно слышим, не настолько однозначно, каким его изображают. Утверждений о том, что «доказало» сканирование, больше, чем у меня было плотных ужинов, и я не сомневаюсь, что их число возрастет. Я не говорю, что все это чепуха, поскольку машина стоимостью три миллиона долларов должна уметь что-то толковое, и все же нам следует быть осторожными и не слишком доверять выводам о том, что эти снимки говорят о нас, а в особенности о наших сыновьях.
Лучше дадим слово настоящему ученому, доктору Джону Т. Бруеру (он много пишет о своем скептицизме по отношению к выводам из нейробиологических исследований и их проекциям на реальную жизнь), который подытожит сказанное:
«Если нейробиологи хотят уберечь свою работу от неправильных толкований, они должны более критично относиться к тому, как преподносятся их исследования преподавателям и общественности, но особое внимание необходимо уделять даже самым невинным спекуляциям на практическом значении базового исследования.
Им следует постоянно напоминать заинтересованной публике, что мы только начинаем изучение того, как нейронные структуры осуществляют ментальные функции и как ментальные функции руководят поведением».
Обращаясь к сути научных работ на основе МРТ, если вы не очень скрупулезны в создании, управлении, анализе, интерпретации и объяснении собственных исследований, существует довольно высокий риск, что на всех ваших словах будут макроскопические отпечатки лап могильщиков из Корнуэлла.
