Страница 11 из 85
И, наконец, важно помнить о том, что, еще до того как будут оценены окончательные данные по каждому вокселу, исследователи должны задействовать статистические методы, чтобы выделить значимые сигналы из шума. Именно в этом месте, по выражению эксперта по нейровизуализации Хэла Пэшлера, этот «адски сложный [процесс] создает огромную возможность для невольного прегрешения». Конечно, не намеренного. Отчасти эта проблема вызвана тем, что методы статистического анализа постоянно развиваются и могут различаться в разных лабораториях. Такой недостаток стандартизации мешает сотрудничать с другими лабораториями, воспроизводить работы других исследователей и брать их данные за основу для дальнейших исследований (31).
Еще одна дополнительная погрешность связана со статистическими ошибками, а не с самим процессом нейровизуализации. Когда исследователи проводят одновременно большое число статистических сравнений BOLD-сигнала, некоторые из этих тестов неизбежно становятся «статистически значимыми» просто по случайности. Другими словами, эти результаты по ошибке будут свидетельствовать, что какая-то часть мозга была более активна в процессе выполнения испытуемым задания, тогда как на самом деле она задействована не была.
Чтобы как можно более наглядно это продемонстрировать, нейробиолог Крэйг Беннетт решил показать, как нейровизуализация может довести до рыбацких баек в буквальном смысле слова. Беннетт и его коллеги купили в магазине мертвого атлантического лосося, положили этого покладистого испытуемого в томограф, «предъявили» ему фотографии людей в различных социальных ситуациях и «попросили» лосося догадаться, что чувствуют эти люди. Команда Беннетта обнаружила то, что искала: крошечная область мозга лосося вспыхнула к жизни в ответ на задание. Конечно, этот островок «мозговой активности» был всего лишь статистической погрешностью. Беннетт и его коллеги намеренно осуществили на компьютере большое количество вычитаний, чтобы чистая случайность привела к тому, что несколько результатов станут статистически значимыми, несмотря на свою полную фиктивность (32). Лососевое «исследование», получившее в 2012 году Шнобелевскую премию[27] «за достижения, которые заставляют сначала засмеяться, а потом — задуматься», проиллюстрировало, насколько существенно выбор метода анализа данных может повлиять на надежность результатов фМРТ.
Даже когда в какой-то «горячей точке» обнаружена активность мозга, не всегда понятно, что именно там происходит.
Довольно легко сделать стандартные статистические поправки для избежания ложноположительных результатов. Но существует и множество других ловушек. В «разорвавшемся бомбой» докладе — как окрестил его коллега-нейробиолог — аспирант Массачусетского технологического института Эдуард Вул пришел к выводу, что что-то в корне неверно в том, как многие исследователи подходят к анализу своих данных по нейровизуализации (33). Подозрения у Вула возникли, когда он столкнулся с тем, что он назвал «невозможно высокой» оценкой взаимосвязей между психическими свойствами или состояниями испытуемых и активностью различных областей мозга. Вул скептически относился, например, к исследованию 2005 года, претендовавшему на обнаружение практически идеального показателя корреляции 0,96 (при максимуме 1,0) между предрасположенностью к тревожной реакции на агрессивную речь и активностью в правом клине[28] — области в задних отделах мозга, которая, предположительно, задействована в контроле спонтанных влечений. Другая невероятная находка была совершена в исследовании 2006 года, где сообщалось об обнаружении показателя корреляции 0,88 между сообщениями испытуемых о подозрении в отношении эмоциональной измены партнера и активацией островка.
Обдумывая исходные сообщения, Вул и его соратник Хэл Пэшлер осознали, что исследователи делали выводы на основании тенденциозной подборки результатов. Если ученые искали корреляцию между стимулом и активацией мозга, они часто сначала широким взглядом охватывали все данные. Это вело их сперва к маленьким зонам с наиболее высокой активацией. И уже внутри этих небольших областей они рассчитывали корреляции между исследуемым психическим состоянием и активностью мозга. Тем самым исследователи непроизвольно преувеличивали значимость встречавшихся в их данных случайных отклонений, которые едва ли будут воспроизведены в последующих исследованиях (34).
Многие аспекты критики Вула носят технический характер, но основную идею понять нетрудно: если вы просматриваете огромный объем данных (в данном случае десятки тысяч вокселов) в поисках статистически значимых связей, а затем подвергаете анализу только эти связи, вы практически гарантированно найдете что-нибудь «подходящее». Чтобы избежать этой ошибки, повторный анализ должен быть по-настоящему независимым от первичного. Эта ошибка известна под разными названиями: «круговой», или «циркулярный», анализ, нарушение предположения о независимости данных или, более просторечно, «двойная продажа».
Это вовсе не таинственные материи. Величина корреляции подсказывает ученым, как проводить будущие исследования. Она говорит не только о том, на что стоит обращать внимание, но и о том, на что его обращать не стоит. Когда статья Вула и его коллег сдетонировала в научном сообществе, некоторые из раскритикованных авторов выразили несогласие. Встречные обвинения, опровержения и опровержения опровержений разлились по всей глобальной сети (35). Однако в конечном счете большинство ученых согласились, что статистическая проблема, выявленная Вулом, создает проблематичные последствия и что ее действительно необходимо учитывать при дальнейшем продвижении вперед.
Функциональная томография мозга играет жизненно важную роль в нарождающемся исследовании взаимосвязей человеческого мозга и поведения. Чтобы полностью оценить ее преимущества и недостатки, необходимо помнить о трех основных моментах. Даже самая поверхностная попытка понять, как создаются изображения мозга, должна рассеять предположение наивного реализма — житейской теории восприятия, которую мы обсуждали во введении. Наивный реализм, как его определяют философы, — это интуитивное предположение, которого придерживается большинство людей, полагая, что картину мира, которую мы получаем от наших органов чувств, следует принимать за чистую монету. Изображения отсканированного мозга убедительно демонстрируют, как далеко мы можем зайти, если будем воспринимать их сквозь призму наивного реализма. Они не являются непосредственными снимками функционирования мозга в реальном времени. Это лишь сильно преобразованные отображения активности мозга (36).
Исследователь из Монреальского университета Эрик Расин пишет о так называемом «нейрореализме». Близкий родственник наивного реализма, нейрореализм обозначает необоснованное стремление воспринимать изображения отсканированного мозга как по сути своей более «реальные» или действительные в сравнении с поведенческими данными. Нейроэкономист Пол Зак описывает свою работу по биологии доверия: изображения мозга «позволили мне постичь слова «нравственность», или «любовь», или «сочувствие» не в размытом смысле.
Это реальные вещи». То же касается и факта, что мы все любим поговорить о себе, но это не новость. В обсуждении влияния участия в боевых действиях на психику человека указывается, что этот специалист сказал, что изображения мозга показывают, что посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) является «реальным расстройством» (можно подумать, мы этого не знали раньше). Мы стали употреблять слово «нейроизбыточность» как один из «нейрологизмов», обозначающий вещи, которые мы давно знаем без всякой томографии (37).
Второй важнейший момент — планирование эксперимента. Мы уже говорили, что особенности заданий, которые экспериментаторы дают своим испытуемым, могут оказать существенное влияние на выявленные мозговые корреляты, будь то предъявление фотографий любимых людей или пренебрежение цветом на фотографиях, запечатлевших испуганные лица. Даже вроде бы пустяковые различия в постановке эксперимента могут привести к огромной разнице в выводах. Если речь идет об интерпретации результатов функциональной нейровизуализации, контекст определяет все.
27
Английское Ig NobelPrize, часто переводится также «Игнобелевская премия». Учреждена Марком Абрахамсом и юмористическим журналом «Анналы невероятных исследований». — Прим. пер.
28
Лат.: cuneus. — Прим. пер.