Нейротехнологии и пролиферация идей нейронауки.

МЕНЮ


Искусственный интеллект
Поиск
Регистрация на сайте
Помощь проекту

ТЕМЫ


Новости ИИРазработка ИИВнедрение ИИРабота разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика

Авторизация



RSS


RSS новости


2020-02-11 20:07

работа мозга

В статье обсуждается проблема пролиферации идей нейронауки как внутри корпуса научного знания, так и за пределами лабораторий. Причиной феноменальной популярности наук о мозге является открытие нейропластичности — изменения структуры и функционирования мозга в процессе обучения, решения социальных задач, социального взаимодействия, выполнения профессиональных обязанностей, следования правилам и нормам поведения определенной культуры и т. п. Признание возможности путем внешних интервенций — специальных препаратов, нейростимулирования — оказывать влияние на социальное поведение привлекло внимание к наукам о мозге политиков, военных, ориентированных на коммерческие прибыли фармакологические и др. компании. Кроме того, идея пластичности мозга получила продолжение в новых междисциплинарных исследовательских областях, в частности, социальной нейронауке, культурной нейронауке, нейроэкономике, нейросоциологии.

Данная, в целом позитивная, тенденция имеет «червоточину». Переход от нейронаучного факта к его социальным интерпретациям, практическим приложениям зачастую сопровождается потерей информации и его искажением. Это как наносит ущерб самой нейронауке, так и приводит к неоднозначным социальным последствиям — распространению неверифицированных представлений, стимулированию неоднозначных социальных практик (использование спреев с окситоцином, девайсов для электрического стимулирования мозговой активности и т. п.), усилению контроля над человеком путем получения доступа к информации, «зашифрованной» на уровне нейронной активности мозга.

Ключевые слова: нейропластичность, нейротехнология, нейрофармакология, косметическая психофармакология, критическая нейронаука, нейроэтика.

Порожденная феноменальным прогрессом в области исследований мозга активность — государственные программы национальной безопасности, косметическая психофармакология, брейн-фитнес и др., — притягивает к себе финансовые и людские ресурсы, что не всегда является оправданным; плюс к этому, как в случае с рекламой антидепрессантов, порой вводит в заблуждение и формирует ложные представления, что, в свою очередь, наносит вред уже науке. Помимо этого наблюдается пролиферация гибридных объяснений социального поведения, выросших из зачастую не до конца понимаемых данных нейронауки в рамках вновь образовавшихся междисциплинарных направлений — нейросоциологии, нейрофилософии, нейропедагогики, нейротеологии и т. п., что также способствует упрощению знания, а иногда и его искажению. Наконец, в-третьих, даже в тех исследовательских областях, которые дисциплинарно близки нейронауке, таких как социальная нейронаука и культурная нейронаука, наблюдается дефицит понимания, что делать с набором разрозненных экспериментальных данных, которых с каждым годом становится все больше.

Масштаб распространения неподтвержденных интерпретаций (которые по большей части только и запоминает человек, не связанный с наукой) становится чрезвычайно большим, когда для популяризации научного знания используются каналы массовой коммуникации. Например, спекуляция об атрофии гиппокампа в группах религиозных меньшинств или вновь возвращенных к вере, поскольку те испытывают повышенный уровень стресса [20], воспроизводится в старейшем журнале США “Scientific American” [18], имеющем большую международную аудиторию (переводится на 20 языков мира).

Ненадежность подобных далеко идущих выводов и опасность (для размывания границ научности) их распространения вскрывает анализ тех фактов, на которых они зиждутся. При всех безусловных достижениях, которыми может похвастаться нейронаука, знания о мозге ограничены. Большинство данных получены на небольших и смещенных выборках, сформированных из представителей так называемых WEIRD (Western, Educated, Industrialized, Rich, and Democratic) стран — западных, образованных, индустриализированных, богатых и демократических, студентов колледжей и университетов, что заставляет сомневаться в репрезентативности полученных данных [см.: 16 и др.]. Кроме того, фиксируются трудности для экспериментальной проверки гипотез в условиях, приближенных к реальным социальным взаимодействиям, или в ситуациях реального социального взаимодействия [например: 9]. Последние сложности во многом определены особенностями применяемого оборудования для проведения экспериментальных исследований, которое позволяет сканировать мозг человека при выполнении определенных задач и реагировании на определенные стимулы, однако является достаточно громоздким и не мобильным. Наконец, есть проблемы, касающиеся статистической обработки результатов исследований [19; 21; 26], интерпретации записываемых с поверхности головы человека сигналов мозговой активности. Фиксируется «обратная задача» (“inverse problem”) — существование потенциально бесконечного числа возможных источников внутри мозга, которые могут продуцировать наблюдаемую конфигурацию сигнала [например: 23, p. 243].

Какие содержательные особенности позволили нейронауке, несмотря на отмеченные методологические трудности, получить поддержку со стороны государственных структур («Декада мозга» (1990-е гг.), приоритетные направления военных исследований (Агентство передовых оборонных исследовательских проектов — DARPA, США))? Заинтересовать коммерческие организации (косметическая психофармакология, девайсы для стимулирования мозговой активности)? Инициировать появление научно-ориентированных организаций, которые всячески поддерживают исследования и общественный интерес к исследованиям мозга, наподобие «The DANA Alliance for Brain Initiatives» (DANA)? Сделать зависимым прогресс во многих дисциплинах от умения использовать данные нейронауки, в том числе в тех, которые традиционно держали дистанцию от наук естественных?

Идея нейропластичности — изменения в масштабе, круге рассматриваемых проблем

Пожалуй, наибольшую роль в росте популярности нейронауки и потере контроля со стороны научного сообщества над произведенным им знанием сыграло (и продолжает играть) открытие во второй половине XX в. пластичности мозга.

Данное открытие стало возможным благодаря прогрессу в области технических инструментов исследования мозга — развитию электроэнцефалографии (ЭЭГ), открытию метода вызванных потенциалов и функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Они сделали возможными изучение мозга живых людей. Фактически до второй половины XX в. [18] информация о локализации в головном мозге тех или иных когнитивных/аффективных функций собиралась после вскрытия мозга больного; патология рассматривалась как свидетельство того, что поврежденная часть ассоциирована с «больной» функцией. И, что более важно, новые методы позволили изучать нейронную активность в ассоциации с различными задачами, стимулами, в том числе социально-ориентированными, с учетом культурного бэкграунда и социального опыта испытуемых. Как замечает П. Бандетини, простота применения фМРТ оказалась одновременно и благом (позволяет понять, как мозг организован и изменяется со временем, варьируется внутри популяции людей), и проклятием (простой доступ к этой мощной технике способствовал росту плохо спланированных и выполненных экспериментов) для растущего сообщества ученых, занимающихся картографированием мозга [1, p. 196].

Идея стабильности и неизменности мозга была заменена представлением о структурной и функциональной пластичности: любая длительно продолжающаяся активность, включая физическую, сенсорную, обучение, мышление, воображение и т. п., меняет мозг и разум человека [см., например: 6]. Это привело к изменению «стиля мышления» и формированию новых «мыслительных коллективов» (в терминологии Л. Флека), занимающихся исследованиями нейрогенезиса у взрослой популяции людей, т. е. de novo формирования нейронов мозга взрослого человека [24]. Причем оказалось, что различия в архитектуре мозга и доминирующей нейронной активности укоренены не только в особенностях социальных групп, к которым человек принадлежит, но и культурно фундированы.

В начале статьи мы уже приводили пример таких различий в зависимости от религиозной принадлежности. Фиксируются особенности в активности мозга и по другим социальным основаниям. Так, выявлены вариации в нейронной активности мозга при выполнении одинаковых когнитивных операций у людей, отличающихся по образовательному бэкграунду (к примеру, обучавшихся счету с использованием соробана [19] или нет [11]), а также у представителей разных профессиональных групп. В серии экспериментов показано, что вследствие особенностей приобретаемых навыков у лондонских таксистов наблюдается увеличенный объем серого вещества в заднем отделе гиппокампа, ассоциированного с выполнением функции пространственной ориентации, что отличает их от водителей автобусов и обычных людей [17]. Установлены различия в объеме серого вещества в первичной моторной и сомотосенсорной коре, премоторных верхнетеменных областях и в нижневисочной извилине билатерально у профессиональных музыкантов, любителей и не музыкантов [8].

По сути, аналогичны исследования, касающиеся культурной дифференциации в функционировании и структуре мозга. В них показано, что когнитивные и аффективные процессы у представителей Восточной и Западной культуры ассоциированы с разной нейронной активностью. Так, у китайцев, корейцев и японцев социальное взаимодействие (социальные когнитивные и аффективные процессы) сопровождается ростом нейронной активности в областях мозга, связанных с социальным восприятием и умозаключениями относительно другого (дорсальная медиальная префронтальная кора, височно-теменной узел, верхняя височная борозда) и самокон-тролем/эмоциональным регулированием (латеральная префронтальная кора), тогда как у американцев и европейцев — с вниманием к информации о собственной персоне (вентральная медиальная префронтальная кора) и эмоциональным реагированием (дорсальная передняя поясная кора) [10].

Изменения мозга происходили на протяжении всей эволюции человечества. Во многом мозг современного человека сформировался вследствие интенсивных взаимодействий между людьми и необходимости, для выживания, поддерживать большое количество эмоционально затратных социальных связей (что связано с запоминанием лиц, удерживанием в памяти социальной информации и т. п.). Дж. Тернер и А. Марьянски [25] доказывают, что люди не являются видом, предрасположенным к формированию взаимных связей, основанных на эмоциональной привязанности. Данная адаптация нами была приобретена после перехода гоминидов к саванному образу жизни. Естественный отбор способствовал изменению мозга для усиления эмоциональных способностей, сделавших возможным формирование и поддержание сильных социальных связей. По мнению авторов, эволюционным решением, способствующим выживанию наших предков, стал рост промежуточного мозга примерно 10-15 млн лет назад, а потом уже увеличение объема неокортекса (примерно 2 млн лет назад), ассоциированного с появлением языка. Промежуточный мозг связан с обработкой эмоциональной информации (по объему почти в 2 раза больше, чем у человекообразных обезьян).

Размер неокортекса, в свою очередь, увеличился для поддержания социальных связей посредством личных контактов с примерно 148 себе подобными [7]. С другой стороны, размер группы в 10-12 человек обычно рассматривается в качестве предельной для сохранения близких личностных отношений [4]. Иными словами, мозг человека обладает ресурсами для поддержания интенсивных и эмоционально затратных отношений с небольшим числом людей. Тогда как может обеспечить постоянные, но более поверхностные контакты с примерно 150 людьми. В последних исследованиях также установлено, что размер миндалевидного тела положительно коррелирует с размером ^=0,38) и сложностью ^=0,44) социальных сетей, в которые включен человек [2].

Доказательство факта влияния социальных и культурных факторов на формирование архитектуры мозга и особенности его функционирования размыло границы между науками естественными и социальными/гуманитарными. Оказалось, что они имеют общий предмет изучения — механизмы формирования мозговой активности, ассоциированной с конкретным поведением людей, и нейронные механизмы поддержания определенной социальной активности. Естественной реакцией как первых, так и вторых, стало формирование новых исследовательских областей, учитывающих открывшиеся перспективы. В их числе — социальная (когнитивная и аффективная) нейронаука, культурная нейронаука, нейроэкономика, нейросоциология [20].

Изменение мозга как проблема национальной безопасности

Возможность изменения мозга под влиянием внешних факторов переместило это знание в политическое поле. Признание важности наук о мозге со стороны политиков выразилось, в частности, в заинтересованности этими науками, которую первой продемонстрировала администрация американского президента Дж. Буша, издав прокламацию от 17 июля 1990 г.; за ней последовали аналогичные государственные инициативы в других странах. Эта прокламация дала старт «Декаде мозга», что способствовало росту популярности наук о мозге и привлечению средств в эту область, финансирование которой и сегодня во многих странах является приоритетным.

Расчет на результативность исследований и приоритеты отражает бюджет DARPA [5]. Более половины программ в области исследований и разработок имеют проекты, связанные с когнитивными науками и науками о мозге (6 из 13). Президентский бюджет этих проектов составляет $449,064 млн, 15% от всего бюджета DARPA (2016). Затраты на эти исследовательские цели планируется увеличить.

Среди последних проектов DARPA — программа «Целевое нейропластическое обучение» (Targeted Neuroplasticity Training), реализуемая совместно с 7 университетами США и в сотрудничестве с вооруженными силами США (была анонсирована весной 2017 г.). Программа посвящена изучению способов усиления когнитивных способностей путем активирования естественных процессов, называемых «синаптической пластичностью». Изучаются возможности неинвазивного (электрическое стимулирование периферических нервов) и инвазивного (имплантация устройств) стимулирования. Например, в Университете штата Аризона в Темпе изучается нейропластичность в связи с повышением умственных способностей, усилением когнитивных способностей, необходимых для наблюдения и разведки, а также меткой стрельбы и принятия решений [22].

К другим направлениям исследований и разработок, результативность которых увязывается с обеспечением национальной безопасности, относятся новые способы сканирования мозга, нейрокомпьютерные интерфейсы, нейромудуляция. К технологиям сканирования мозга (замена детекторов лжи) также проявляют интерес представители судебной системы — предполагается ее использовать (и случаи использования метода, основанного на ЭЭГ — BEOS-тестирование, — уже зафиксированы в Индии) для принятия решения относительно виновности/невиновности подозреваемых.

Трудно сказать, к чему в итоге может привести интерес политиков и военных к исследованиям, связанным с раскрытием потенциала мозга бойцов и совершенствованием контроля над мозгом человека в связи с социальным поведением. Их, в отличие от представителей фармакологического бизнеса и рекламы (об этом ниже), нельзя обвинить в недопонимании самих научных фактов, только в недооценке социальных последствий, нарушении этики аутентичности. Здесь возникают вопросы приватности и сохранения контроля — допустимо или нет вмешиваться в мозг человека, чтобы получить доступ к той информации, которую мы сами по каким-то причинам желаем скрыть от окружающих? Не является ли это угрозой для тех самых нескольких кубических сантиметров в голове человека (привет Дж. Оруэллу!), которые пока остаются «нашими»?

Лечение болезней vs усиление функций мозга: нейрофармакологические интерпретации

Идея пластичности мозга нашла продолжение в реконцептуализации проблем, которые традиционно считались «ментальными» или «социальными» (депрессия, тревожность, гиперактивность, неспособность к обучению), в отношении которых сегодня наблюдается тенденция их интерпретации как нарушения мозговой активности. Появилась так называемая косметическая психофармакология (термин ввел в научный оборот в 1993 г. американский психиатр П. Крамер в бестселлере «Слушая прозак» [13]) — использование психоактивных веществ в немедицинских целях, т. е. для изменения состояния, которо

Комментарии: