Нина Сланевская. Междисциплинарная Нейронаука
русский
английский

 

 

 

 

Социальные нейронауки

Социальная нейронаука – это междисциплинарная область исследования того, как биологическая система (человек) реализует социальные процессы и поведение в социальной системе. Люди по сути своей социальные существа, и, как социальные существа, они создают организации, выходящие за пределы индивидуальной биологической системы. Эти новые социальные организации связаны с индивидуальной реакцией на нейронном, гормональном, иммунном и других уровнях, которые изучает нейронаука. Социальная нейронаука включает эмпирическое изучение нейромеханизмов, лежащих в основе социальных когнитивных процессов, и, в зависимости от области применения, подразделяется на нейросоциологию, нейроэкономику, нейрополитологию, нейроюридическую науку, нейротеологию, нейроморальность/нейрофилософию и т.д. (междисциплинарная область с применением нейронаучного метода в соответствующих социальных дисциплинах).

 

Использование нейронаучного метода в социальных дисциплинах

Преимуществом нейронаучного метода является то, что:
-   этот метод дает эмпирические данные для социальных наук;
- абстрактные теоретические положения “как если бы” социальных наук проверяются на практике с эмпирическим доказательством или опровержением;
- ориентирован, прежде всего, на человека в экономике, политологии, социологии и т.д., так как изучает нейробиологическую реакцию на соответствующие вопросы в этих сферах;
- позволяет увидеть первоначальную нейробиологическую реакцию, которая не зависит от поведения, контролируемого человеком;
- нейробиологическая реакция помогает понять насколько универсально мышление человека вне зависимости от национальной или религиозной принадлежности;
- эмпирические данные социальных нейронаук могут помочь избежать определенных ошибок в законодательной политике и стратегии социального развития;
-  применение нейронаучного метода в социальных дисциплинах помогает понять взаимосвязь между социальными, психическими и физиологическими факторами;
- нейронаучный метод демонстрирует, как общественное устройство влияет на нервно-психическое состояние человека, и при какой организации общества организм и мышление будут функционировать в оптимальном режиме; 
- нейронаучный метод помогает понять воздействие мысли на нейробиологию мозга и возможности ментального влияния на свой организм;
- помогает понять, как принимаются решения;
- опосредованно исследует сознание и мышление;
- способен содействовать созданию новой научной парадигмы в зависимости от результатов исследований по соотношению и взаимодействию мозга и мышления.
Однако применяя нейронаучный метод в социальной области, надо учитывать нейропластичность мозга, т.е. возможность мозга изменяться в зависимости от социальных условий, а также то, что для общества важнее все-таки поведение, которое сознательно контролируется человеком и технические трудности измерения функционирования мозга.


Основные теоретические положения о работе мозга, используемые в социальных нейронауках

Основные теоретические положения о работе мозга, используемые в социальных нейронауках в настоящее время, можно сгруппировать следующим образом: (1) нейрогенезис, нейропластичность и запоминание, (2) врожденная эмпатическая реакция, зеркальные нейроны  и способность создавать теорию о мышлении другого человека (ТоМ).
Первая группа – нейрогенезис, нейропластичность и запоминание – связана с возможностью человека изменяться. Нейрогенезис помогает восстановить некоторое количество погибших нейронов. Нейропластичность способствует процессу передачи функции от одних нейронов, которые оказались поврежденными или нефункционирующими по какой-либо причине, другим нейронам, а также “переучить” нейроны функционировать более интенсивно или менее интенсивно, чем обычно. Запоминание – это закрепление новых паттернов нейропутей, где нейропластичность играет определенную роль.
Вторая группа - врожденная эмпатическая реакция, теория о мышлении (ТоМ) и зеркальные нейроны – связана с непроизвольной реакцией здорового мозга на социальное окружение. Зеркальные нейроны отражают в мозге работу нейронов другого обозреваемого человека, если человек наблюдает за его движениями и эмоциями. Функционирование зеркальных нейронов лежит, как полагают, в основе эмпатической реакции. Когда человек видит, как другому причиняют боль и т.д., то происходит непроизвольная активация примерно тех же нейронов у смотрящего. Такая врожденная реакция называется эмпатией и ведет она, как правило, к сочувствию и состраданию. Теория о мышлении (ТоМ) связана как с зеркальными нейронами, так и с эмпатической реакцией. Теория о мышлении говорит о способности человека понимать и догадываться о намерениях и мыслях другого человека, т.е. создавать свою теорию о мышлении другого человека, опираясь на свой собственный опыт.
Все вышеупомянутые биологические и психические явления свойственны всем здоровым и нормальным людям и являются врожденными.

 

Зеркальные нейроны

В начале 1990х годов Риццолатти (Rizzolatti) и коллеги обнаружили в префронтальной коре макак класс нейронов, которые активировались не только, когда макаки сами совершали действие, но и когда они наблюдали, как экспериментатор совершал подобное действие (например хватал предмет) (Rizzolatti et al., 1996). Эти нейроны были названы зеркальными. Происходила та же самая моторная репрезентация, как если бы макаки сами делали то, за чем они наблюдали.
Рамачандран (Ramachandran) считает, что значимость открытия зеркальных нейронов для психологии равнозначна значимости открытия ДНК для биологии: зеркальные нейроны могут обеспечить единые рамки для объяснения очень многих умственных способностей, которые до сих пор оставались загадочными и недоступными для экспериментов (Ramachandran, 2000).
Зеркальные нейроны в мозге человека непроизвольно отражают работу нейронов другого человека. Эксперименты показывают, что если близкому человеку причиняют боль, то у смотрящего активируются те же области мозга (Singer et al., 2004a). Если кто-то ест кислоеи морщится, то и другой непроизвольно морщит лицо. Зеркальные нейроны лежат в основе способности человека сопереживать (Gazzola, Aziz-Zadeh, Keysers, 2006; Wicker et al., 2003). Зеркальные нейроны находятся в тех областях мозга, где визуальные, моторные и эмоциональные состояния сливаются. Зеркальные нейроны реагируют на наблюдаемые действия и жесты других. Считается, что сети зеркальных нейронов находятся в теменной доле, фронтальной премоторной коре и в верхней височной борозде (Christian, 2008; Rizzolatti, Fogassi, Gallese, 2006). К сожалению, как отмечает Зингер, теория зеркальных нейронов не отвечает на вопрос, каков путь перехода чужого сенсорного ощущения в свое, без получения раздражения периферийных нейронов, передающих команду в мозг о сенсорном раздражении (Singer, 2006). Или как чужое чувство грусти переходит в наше знание о нем, даже если мы не грустим сами? Например, психопаты могут очень хорошо предугадывать намерения другого и знать о чувствах и эмоциях другого, не ощущая их.

 

Эмпатия

Эмпатия – это способность узнавать и в какой-то степени разделять эмоциональное состояние другого человека (Christian, 2008; Gallese, 2003; Botvinick et al., 2005; Singer, Frith, 2005). Некоторые считают, что эмпатическая реакция скорее связана с ощущением, чем пониманием состояния другого человека, и является процессом внутренним, автоматическим и бессознательным. Мы начинаем зевать, когда кто-то зевает, морщимся, если видим, как кто-то прищемил руку дверью, или испытываем тошноту, когда другого тошнит и т.д. Другие же исследователи выделяют в эмпатии два компонента: (1) аффективный (эмоциональный) ответ на другого человека, что часто, но не всегда, ведет к тому, что человек разделяет эмоциональное состояние другого автоматически, (2) когнитивная способность принимать перспективу другого, но в то же самое время осознавать себя отдельной личностью, что снижает автоматический ответ (Christian, 2008; Jackson, Meltzoff, Decety, 2005; Ochsner et al., 2004). Когда человек не может отделить себя от события и начинает испытывать негативную ситуацию как свою собственную, может развиться личный дистресс.
Эмпатия в социальном плане связана с усилением желания помочь и оказать социальную поддержку. Без эмпатии было бы затруднено социальное общение. Итак, эмпатия в настоящее время рассматривается большинством нейроученых как процесс, состоящий из двух компонентов: (1) эмоциональной реакции человека на эмоциональное состояние другого; (2) осведомленности и идентификации принадлежности эмоций другому (Wicker et al., 2003; Singer, Lamm, 2009). Человек имеет способность как идентифицировать себя с другими людьми, так и отличать себя от других (Decety, Sommerville, 2003).
Например, Викер (Wicker) и коллеги обнаружили, что хотя ощущение своей боли и чужой боли имеют некоторые общие нейрональные характеристики, тем не менее, эти явления различаются по использованию нейросетей, связанных с внешними и внутренними признаками (Wicker et al., 2003).

 

Теория о мышлении (ТоМ)

Теория о мышлении (ТоМ) – это способность человека понимать то, о чем другой думает и что намеривается сделать, то есть создавать свою теорию о том, что думает другой человек (Christian, 2008; Frith and Frith, 1999). Понимание подразумевает участие когнитивных, моторных и эмоциональных функций мозга. Этот процесс внутренний, автоматический и бессознательный. Гипотетически, в ТоМ должны участвовать те же самые процессы и нейрональные сети, которые участвуют и в эмпатии, но исследователи нашли некоторые отличия, о которых пойдет речь далее. Уже к 4 годам дети начинают понимать и предсказывать, что другой человек может подумать, благодаря способности человека к ТоМ (Frith and Frith, 1999). Если ребенок не хочет отдавать игрушку, то он может спрятать ее от своего брата или сестры, т.е. он делает предположение, что его брат или сестра могут взять его игрушку в его отсутствие. Нормальные дети без труда угадывают действия и мысли другого ребенка. Но дети, страдающие аутизмом, не могут сделать этого. Они, как правило, начинают формировать ТоМ позднее, к 8-12 годам, из-за недостатка социального понимания и своеобразной работы мозга. ТоМ является важной связью между ребенком и родителями, которую можно преднамеренно развивать. Например, происходит развитие ментальной связи между детьми и родителями, когда они рисуют вместе одну картину с предварительным обсуждением или без него.
Согласно анализу ряда исследований по ТоМ, было выявлено, что большинство исследователей упоминают верхнюю височную борозду, переднюю часть поясной извилины, теменную кору и префронтальную кору, участвующих в ТоМ (Brune, Brune-Cohrs, 2006). Нейроны, найденные в верхней височной борозде, нижней фронтальной области, медиальной префронтальной области, передней части поясной извилины, участвуют в процессе понимания другого человека или “чтении мыслей и намерений”. Суть состоит в сравнении поведения, которое мы наблюдаем, с нашим собственным опытом. Таким образом, многое зависит от автобиографической памяти, при которой активируется медиальная префронтальная область (Christian, 2008). Важным доказательством участия зеркальных нейронов как в ТоМ, так и в эмпатии является то, что при дисфункции зеркальных нейронов наблюдается склонность к самоизоляции от общества, наблюдается также недостаток эмпатии, неспособность к ТоМ (т.е. к оценке возможных мыслей и намерений у других) и трудность в социальном общении (Ramachandran, Oberman 2006).

 

Нейропластичность

Многие годы нейроученые полагали, что мозг взрослого человека, по сути, не изменяется, но потом были обнаружены два природных биологических механизма, которые помогают мозгу измениться, восстановиться, перестроить функционирование и сохранить интеллект до глубокой старости: нейрогенезис и нейропластичность. При нейропластичности мозг сам реорганизуется, пытаясь восполнить пробел, то есть выполнить нужную функцию поврежденного участка мозга с помощью других участков мозга. Это положительная сторона нейропластичности. Но есть и отрицательная – мозг также реорганизуется, нарушая свое нормальное функционирование, в силу нервно-психического сдвига, вызванного, в том числе и социальными факторами, т.е. помимо положительного эффекта нейропластичности, есть и отрицательный. Например, при заболевании шизофренией часто уменьшается кора фронтальной области мозга, и, соответственно, вся система подвергается изменению (Харченко, Клименко, 2004).
Харченко и Клименко выделяют два уровня нейропластичности – макроуровень и микроуровень. Макроуровень связан с изменением сетевой структуры мозга, обеспечивающей сообщение между полушариями и между различными областями в пределах каждого полушария. На микроуровне же происходят молекулярные изменения в самих нейронах и в синапсах (Харченко, Клименко, 2004). Нейропластичность проявляется, когда:
(1) поврежден один участок мозга и его функция распределяется на другие участки мозга; (2) повреждена конечность или какой-то орган и соответствующие отделы мозга, связанные с этими конечностями или органами, перестают функционировать, так как не получают сигналов от них; (3) изменяется функционирование мозга в связи с нервно-психическим расстройствами, вызванными различными факторами.
Если нейронные пути или нейросети получают много трафика, то они растут. Если мало, то они остаются такими же или уменьшаются. Количество трафика, которое получают нейропути, зависит от нашего внимания к определенной области, то есть от нашего решения быть внимательным, или социальных условий (обязательное образование; организация кружков творческого досуга в области искусств; тип показываемых фильмов по телевизору; массовая безработица и страх потерять работу и т.д.). При постоянной концентрации внимания человека на какой-то одной идее, паттерн нейронной активности в мозге изменяется. И этот паттерн затем становится удобным полуавтоматическим шаблоном для поведения в похожих ситуациях.
Некоторые нейроученые используют законы квантовой физики при объяснении влияния внимания на нейропластичность. Существует серия возможностей, а решение (выбор одной возможности) вызывает квантовый коллапс, при котором одна из этих возможностей становится реальностью, а другие исчезают. Причина влияния внимания на нейропластичность лежит в ментальной фокусировке наподобие продолжающегося наблюдения физика в квантовой физике и квантового эффекта Зенона. Эта причина не механическая и не материальная и не является эквивалентом функционирования мозга, так как именно активность мышления с концентрацией внимания заставляет мозг функционировать по-разному, согласно поставленной цели.

 

Нейрогенезис

Регенерация происходит естественно и быстро в поврежденной коже, ногтях, волосах, крови, печени, эпителиях кишечника благодаря механизму гомеостаза (сохранение равновесия). Самый активный процесс регенерации протекает в клетках эпителия и кроветворных органах. Но есть клетки, в которых гены, отвечающие за размножение делением, заблокированы – это клеткисердечной мышцы и нейроны мозга. В этом случае регенерация в мозге основывается на присутствии в мозге региональных нейрональных стволовых клеток, которые начинают превращаться в определенного типа нейроны, необходимые для восстановления поврежденного участка. Этот процесс называется нейрогенезисом. Непрерывное обновление нейронов происходит в обонятельных луковицах мозга и зубчатой извилине гиппокампа, расположенной на внутренней поверхности височной доли мозга (Харченко, Клименко, 2004).
Раньше считалось, что так как нейроны в головном мозге не размножаются, потому что не делятся, потеряв нейроны, человек остается с тем, что осталось, и спасает его только нейропластичность, благодаря которой другие выжившие клетки берут на себя функцию погибших, если они структурно подходят к выполнению функций бывших клеток (существуют нейроны разного типа). Однако современная наука доказала, что происходит пополнение ряда нейроклеток в течение всей жизни в результате нейрогенезиса (Galbraith, Subrin, Ross, 2008; Goldberg, 2005).
Нейрогенезис связан с возможностью особых областей мозга (зубчатой извилины гиппокампа - hippocampal dentate gyrus, и обонятельной луковицы - olfactory bulb) производить новые нейроны. Этот процесс можно усиливать через когнитивную стимуляцию, учебу, аэробику и т.д. (Galbraith, Subrin, Ross, 2008; Horner, Gage 2002; Kozorovitskiy, Gould 2003; Snowdon, 2001).
Хронический стресс, сопровождаемый повышенным уровнем кортизола, тормозит нейрогенезис, повреждая гиппокамп и способность к долговременной памяти (Galbraith, Subrin, Ross, 2008; Snowdon, 2001). Дисфункция нейронов в результате хронического стресса ведет к подавлению роста дендритов и уменьшению дендритового дерева, дефициту в эпизодической и пространственной памяти. Обогащенное окружение (физическая активность, учеба, социальные контакты) производит функциональные и структурные изменения в мозгу вместе с производством новых нейронов и выживанием старых (Galbraith, Subrin, Ross, 2008; Scarmeas et al., 2001).

 

Запоминание

Робин Вэнс (Robin Vance) и Кара Валин (Kara Wahlin) дают классификацию типов памяти и соотносят их с областью мозга и определенной группой нейронов. Они определяют виды памяти следующим образом: “Виды памяти – это группы, связанных между собой нейронов, которые выстреливают вместе, чтобы раскрыть информацию” (Vance, Wahlin, 2008: 159). Вэнс и Валин описывают типы памяти согласно латерализации (зависимости от правого или левого полушария). Они приписывают (1) внутреннюю или неосознаваемую память правому полушарию и (2) внешнюю или осознаваемую память - левому полушарию, а также выделяют типы памяти, для которых нужны (3) оба полушария. Существует также категоризация памяти на (4) кратковременную память, долговременную память и рабочую память. За извлечение из памяти отвечает дорсолатеральная префронтальная кора, а за усвоение через восприятие – затылочная и теменная кора. Ниже приводятся основные положения из описаний этих видов памяти (Vance, Wahlin, 2008).
(1) Внутренняя или неосознаваемая память правого полушария управляет нашими действиями, реакцией и ответом тела с небольшим осознанием или без осознания вообще. Для кодирования или извлечения она не требует осознанного усилия.
К этому типу памяти относятся эмоциональная память, автобиографическая память, эпизодическая память, визуально-пространственная память, память привычек.
Эмоциональная память поддерживается амигдалой, гиппокампом и медиальной префронтальной корой. Автобиографическая память (главные события, относящиеся к себе лично, подтип эпизодической памяти) и эпизодическая память (когда произошло событие, которое стало личным опытом, а до этого могло быть просто семантическим фактом, т.е. человек знал об этом, скажем, из книг) поддерживаются орбитофронтальной корой и гиппокампом.
Визуально-пространственная память поддерживается гиппокампом и средней частью височной доли.
Память привычек основывается на работе дорсального стриатума. Исследования показывают, что свои воспоминания, вызванные эмоционально заряженной литературой, заставляют взволнованного читателя резонировать когнитивно или эмоционально с мышлением автора (Vance, Wahlin, 2008). С другой стороны, произведение искусства может быть интерпретировано по-разному, так как оно вызывает разные формы эмоциональной памяти.
(2) Внешняя или осознаваемая память левого полушария – это семантическая память и вербальная память.
За семантическую память или память о фактах (факты, концепты, верования, социальная история и традиции безотносительно к личному опыту) отвечают гиппокамп и префронтальная кора. (Де)Кодирование происходит через дорсолатеральную префронтальную кору. Вербальная память связана с областью Вернике и областью Брока, а вербальная рабочая память еще и с гиппокампом и медиальной височной корой.
(3) Моторная память и поведенческая память вовлекают оба полушария. Моторная память – это память тела на движения, где главную роль играют теменная кора, соматосенсорная и моторная полоски коры. Поведенческая память базируется на работе базальных ганглиев и моторной коры.

Существует также категоризация памяти на долговременную память, кратковременную память и на рабочую память. Кратковременная память, долговременная память и рабочая память - разные виды памяти и могут регулироваться разными мозговыми структурами. Кратковременная память не требует производства протеина, как долговременная память, и она основывается на функциональных связях нейросетей.
Рабочая память – является функцией трех различных функционирующих компонентов. Первый компонент - это фонологическая петля (произношение отдельных звуков, остатки слухового лингвистического материала); второй компонент - визуально-пространственный блокнот изображений, основывающийся на визуальных и пространственных репрезентациях; и третий компонент - эпизодические буферы, использующие информацию, хранящуюся в долговременной памяти. Рабочая память сильно страдает от стресса, так как она может быть заблокирована постоянным выделением кортизола при стрессе, который уменьшает объем гиппокампа (Vance, Wahlin, 2008; Elzinga and Roelofs 2005; Sapolsky, 2004a). Чрезмерное возбуждение амигдалы также препятствует рабочей памяти.
 

Социология социальных нейронаук

Социология социальных нейронаук изучает причины появления этих наук, влияние на общество и поведение нейроученых, что ими движет в принятии опредленных выводов, в выборе тем изучения и как осуществляется контроль за научными знаниями. Расцвет социальных нейронаук объясняется не только появлением новых технологических возможностей по изучению мозга с помощью сканирования, не причиняя вреда человеку, но видимо и потребностью общества в понимании причин учащения социальных конфликтов, роста преступности, а также потребностью в большей интеллектуальной отдаче со стороны человеческого потенциала и, очевидно, из-за провозглашенного процесса глобализации, который требует взаимопонимания со стороны людей вне зависимости от национальной и религиозной принадлежности. Моральный фактор является, пожалуй, решающим в определении поведения человека во всех сферах его деятельности и важным рычагом по управлению человеком и обществом, поэтому нейроморальность привлекла самое пристальное внимание. Нейроморальность - это область изучения нейрореакции человека на моральные проблемы, некоторые называют ее нейрофилософией. Следует отличать нейроморальность от нейроэтики, которая обычно подразумевает этическое поведение нейроученых и этическое использование достижений нейронауки в обществе.

 

Технические проблемы изучения мозга

Существуют старые и новые методы нейронаучного исследования.
Старые методы: (1) Психофизическое измерение - это простая и старая техника измерения психофизических индикаторов, таких как скорость биения сердца, давление крови, кожно-гальваническая реакция (потение ладоней), расширение зрачка (зрачок расширяется в ответ на возбуждение, включая денежное вознаграждение). Отрицательным моментом в этом измерении служит то, что измерения могут колебаться в зависимости от движения тела, и потом разные комбинации эмоций могут привести к похожей психофизической информации. (2) Естественная психопатология и повреждение мозга являются также старым методом изучения мозга. Хронические ментальные болезни, нарушение развития, дегенеративные болезни нервной системы, несчастные случаи, инсульты, которые поражают мозговые структуры, помогают выявить функцию поврежденной структуры, или вернее отсутствие этой функции после повреждения. Если человек больше не выполняет какого-то действия, то эта пораженная область мозга когда-то отвечала за это действие. (3) К старым относится и метод снятия электроэнцефалограммы, при котором используется наложение электродов на голову для измерения электрической активности, синхронизированной со стимулирующими событиями. У электроэнцефалографии временная резолюция (разрешение) очень хорошая (порядка одной миллисекунды), и можно непосредственно отслеживать нейронную активностью в отличие от измерения активности через поток крови. Но пространственная резолюция (разрешение) имеет существенный недостаток, так как можно измерить активность только с внешней стороны мозга.

Новые методы: (1) К сравнительно новым методам относится позитронно-эмиссионная томография, при которой активность нейронов измеряется с помощью введения радиоактивного раствора, который метаболизируется мозгом. Чем больше активизируется данная область мозга (требует большего притока крови) во время работы над выполнением задания, тем больше там присутствует радиоактивного вещества, и тем сильнее сигнал позитронно-эмиссионной томографии в этом месте. Данные ПЭТ показывают 30-процентное увеличение притока крови к мозгу во время размышления. ПЭТ может дать прямую информацию о разнице метаболической активности клеток мозга. (2) Функциональная магнитно-резонансная томография измеряет активность нейронов опосредованно через приток крови к активированной области (BOLD сигнал, blood-oxygen level-dependent ). Области мозга, выполняющие задание, используют больше кислорода (больший приток крови) и поэтому производят более сильный сигнал. И этот приток крови контрастирует с остальной мозговой тканью, то есть сканирование показывает контраст, базирующийся на уровне кислорода в крови, который необходим для усиленной активации какой-то части мозга. фМРТ не регистрирует нейронную активность непосредственно, фМРТ регистрирует ее опосредованно через доставку кислорода в нужную область при активации мозга. При обработке данных фМРТ часто используют единицу измерения, называемую вокселем (voxel). Воксел - от англ. voxel (volumetric pixel или volumetric picture element), образован от сочетания слов “объемный” (volumetric) и “пиксел” (pixel), является элементом объемного изображения и аналогом пикселов для трехмерного пространства. Воксельные модели часто применяются для визуализации и анализа медицинской информации. Функциональная магнитно-резонансная томография и позитронно-эмиссионная томография имеют более точную пространственную резолюцию, чем электроэнцефалография, но худшую временную резолюцию, потому что поток крови к нейроактивной области приходит с отставанием. Использование электроэнцефалографии и функциональной магнитно-резонансной томографии в сочетании друг с другом и статистическими методами может дать более точные результаты исследований. Миллионы нейронов должны выстрелить одновременно, чтобы осветить объем мозга, например размером с крупинку риса. Измерение активности происходит с задержкой, так как технические возможности позволяют сделать только одно сканированное изображение за две секунды, а это очень медленный темп для обычной активации нейронов за миллисекунды. Ломмель сравнивает это с чтением одного слова из тысячи непрочитанных слов (Lommel, 2007). фМРТ ничего не может сказать о содержании тех мыслей, которые проходят у нас в голове, но может сказать об эжмоциональной или когнитивной реакции на стимул. (3) Измерение одного нейрона требует другой технологии. Даже самая точная техника сканирования мозга измеряет только нейроцепи, состоящие из тысяч нейронов. Для того, чтобы измерить один нейрон, вставляются мельчайшие электроды в мозг, где каждый электрод измеряет электрическое выстреливание одного нейрона. Однако этот метод является инвазивным (электрод вводится внутрь мозга), и электрод при этом повреждает близлежащие нейроны, поэтому он используется, в основном, для экспериментов с животными или при лечении мозга. (4) Электрическая стимуляция мозга – это еще один метод изучения мозга. Электрическая стимуляция не популярна в социальных нейронауках и применяется для лечения. Эксперименты ставятся, в основном, на животных.
(5) Транскраниальная магнитная стимуляция использует пульсирующие магнитные поля, чтобы временно нарушить функцию мозга в определенных областях мозга. Разница поведения до такой блокады какой-то структуры мозга с определенной функцией и во время блокады показывает, какова же была в действительности функция этой структуры. Превосходство этой техники над сканированием мозга в том, что она непосредственно ведет к причинному выводу о том, как функционирует данная область. Однако эта техника ограничена корой головного мозга и, кроме того, может вызвать судороги и привести к другим длительным негативным последствиям.


 

Методологические и эпистемологические проблемы изучения мозга

Современная функциональная нейровизуализация имеет свои ограничения, так как большинство ее методов не измеряет нейронную активность прямо, а использует непрямые измерения (кровообращение, глюкозный метаболизм и т.д.). Помимо технических сложностей существует предостаточно методологических и эпистемологических проблем изучения мозга. Например, существует проблема определения базового (нейтрального) состояния мозга. При сравнении, например, “сердитый или не сердитый”, важно найти нейтральное состояние, так как от этого базового состояние зависит дальнейшее измерение. Базовый (нейтральный) уровень, при котором нет активации, зависящей от задания, довольно трудно рассчитать, так как мозг всегда активный и социально мыслящий. Не совсем ясна и роль общего постоянного фонового состояния и его влияния на активность мозга в целом. Часто в экспериментах участвуют студенты университета, но существуют возрастные и личностные особенности, социальный опыт – все это оказывает влияние на реакцию человека и возбуждение мозга.
Одной из главных проблем для измерения и применения нейронаучного метода для изучения социальных вопросов является нейропластичность мозга. Во взаимосвязанном мозге повреждение одной области ведет к изменениям в другой области в силу нейропластичности. Происходит естественная реорганизация мозга. Надо учесть и индивидуальный стиль, историю развития. Определенную сложность представляет нахождение источников активации в мозге и соотнесения с психическими операциями. Методологически сложно определить соотношение между степенью сложности задачи (усилиями, необходимыми для ее решения) и силой сигнала, регистрируемой томографом, так как по мере ознакомления с задачей и ее освоением, сила сигнала обычно снижается. Если задача легкая для конкретного человека, не требующая его умственных усилий, то и сигнал может быть едва заметным для регистрации активации мозга. Надо учитывать, что многие психические процессы протекают автоматически без умственного напряжения, но они протекают. Как их тогда зарегистрировать? И не будет ли картина сканированного мозга и районов активации неточной и не отражающей автоматических процессов и всех задействованных на самом деле структур мозга?

Модулярная и распределённая модели. Хронические ментальные болезни (шизофрения), нарушение развития (аутизм), дегенеративные болезни нервной системы, несчастные случаи, инсульты, которые поражают мозговые структуры, помогают выявить то, за что отвечает данная область. Если человек больше не выполняет какого-то действия, то эта пораженная область мозга, очевидно, когда-то отвечала за это действие. Такой традиционный метод внес большой вклад в понимание когнитивной работы мозга. Появилась гипотеза о модулярном функционировании мозга: кора состоит из различных модулей, которые имеют четкие границы и весьма ограниченно взаимодействуют друг с другом. Нейроученые начали создавать карту коры с соответствующими модулями. Но появились и их оппоненты и предложили вместо модулярного подхода модель динамичных и распределённых нейронных ансамблей для изучения функций мозга, где для выполнения какой-то функции задействованы несколько структур мозга, а какие-то из них задействованы и в других функциях.
Голдберг, например, предлагает распределённую модель с трехуровневой иерархией в коре (неокортексе) и называет ее градиентной моделью или когнитивным кортикальным градиентом (Голдберг, 2003). Кортикальная топография, например, языка распределена. Потеря предметных слов (или аномия на существительные) вызывается повреждением части височной доли, смежной со зрительной затылочной долей (объект, выраженный существительным, нужно сначала увидеть). В этих случая слова, обозначающие действия, сохранены. Потеря слов, обозначающих действия (аномия на глаголы) вызывается повреждением фронтальной доли, прямо перед моторной корой (так как слова, обозначающие действия приобретались вместе с действиями). Например, название инструментов (связаны как с предметами, так и с действиями) активизируют левые премоторные области, отвечающие за движение правой руки. Другими словами, знание слов не хранится в мозге в виде отдельного компактного языкового модуля (одной области) с полным запасом слов, а связано с несколькими областями, которые соответствуют разным сторонам физической реальности (Голдберг, 2003).

Помимо такого методологического диспута существует, наверно, более глобальная проблема сознания и мозга. Эпистемологический подход, применяемый к физическому материалу, стал утверждаться в сознании людей как возможный для применения и к мыслительной деятельности человека, т.е. к нематериальному аспекту. Такая эпистемология, взятая от физики, влияет на методологию изучения нематериального сознания, на выбор поля изучения, фактов и выводы. То, что эпистемологически верно для одной области, не подходит к другой. Эпистемология - это наука о том, является ли то, как мы изучаем, действительно правильным путем для получения истинных знаний о мире. Нейробиология - это знание о функционировании мозга и организма, поэтому и методы, используемые нейробиологией, предназначены для физической сути организма, которую можно измерить и которая занимает пространство в реальном мире. К этой категории относится мозг, а мысль не имеет ни пространства, ни материи, и ее нельзя измерить. Сканированный мозг может дать усредненное знание об “отпечатках” мыслительных процессов на нейронном уровне, но не о возникновении, происхождении и содержании мыслей. Несмотря на всевозможные материалистические объяснения возникновения мысли, пока еще никто не смог показать сам механизм возникновения нематериальной мысли из материальных нейронов.
 

 

Двойная зависимость  выводов от онтологической и эпистемологической позиций в социальной нейронауке

При чтении любой научной литературы, особенно связанной с социальными дисциплинами, следует определять:

  1. Онтологическую позицию автора (онтология – это теория о существовании), т.е. что, по мнению автора, действительно существует вне зависимости от нашего воображения и восприятия (“фундаменталистская” онтология), или что существует только из-за того, что общество захотело так думать (“антифундаменталистская” онтология) (Marsh, Furlong, 2002);
  2. Эпистемологический подход (эпистемология – это теория о знании), т.е. каким образом, с точки зрения автора, приобретаются истинные знания. Если воспользоваться общепринятой классификацией, то грубо ее можно подразделить на позитивистскую эпистемологию (основывается на причинных связях, прямом наблюдении, количественном анализе, создании объяснительных или предсказывающих моделей), интерпретистскую эпистемологию (основывается на идее, что мы никогда не сможем установить какой же наш мир в действительности с помощью наших знаний, мы можем только интерпретировать то, что видим, или понять наши собственные интерпретации мира в данный период времени) и структуралистскую эпистемологию, которая основывается на сочетании позитивистского подхода (прямом и непосредственном наблюдении, создании предсказывающей модели) и структуралистского подхода (существует видимая или невидимая для непосредственного наблюдения структура, которая, тем не менее, оказывает критически важное воздействие на наблюдаемые события, поэтому причину надо искать в невидимой структуре, чтобы объяснить наблюдаемые явления; простой количественный анализ наблюдаемых явлений не приведет к пониманию истинной причины);
  3. Методологию (система методов и принципов), т.е. нет ли противоречия принципов и методов в методологии автора, изучающего какое-то явление;
  4. Методы (метод – это способ достижения цели), т.е. надежны ли методы, которыми пользуется автор при изучении явления;
  5. Используемые теории при исследовании или создаваемые теории самим автором (теория – это система обобщенных знаний, которая дает интегральную картину наблюдаемых регулярных явлений), т.е. не использует ли автор те теории, которые нельзя использовать одновременно из-за их несовместимых онтологических позиций;
  6. Идеологию (идеология – это система политических, юридических, этических, религиозных и философских взглядов и идей, связанных между собой в одно целое, и которая влияет на поведение человека), т.е. как повлияли идеологические установки автора на его исследовательскую практику (на постановку вопросов или выбор явлений для исследования, на использование определенных теорий, на объяснение данных исследования).
  7. Воздействие на общество или возможное использование теоретических  выводов в реальной жизни.

Иногда онтологическая позиция автора требует соответствующей эпистемологии, методологии и теории. Например, для антифундаменталистской онтологии лучше подходит интерпретистская эпистемология, а для позитивистской эпистемологии - фундаменталистская онтология. Любой человек, живущий в обществе, придерживается какой-то идеологии, и она влияет даже на сам выбор предмета исследования и трактовку полученных данных в ходе исследования. Этим вопросом занимается социология науки. Идеология в широком понимании этого термина относится не только к политической жизни, но и ко всем аспектам социальной жизни.

Так как нейроэкономика - это междисциплинарная область то, на анализ влияет также и онтологическая позиция, по которой нейроученый должен определиться в отношении вопроса сознания и мозга – дуалист, материалист, панпсихист и т.д. Материалист утверждает, что существует только одна материалистическая субстанция – мозг, нейроны которого вырабатывают зависящее от них мышление; дуалист же считает, что существуют две независимые субстанции – материальный мозг и нематериальное мышление, которые взаимодействуют; панпсихист предполагает наличие, как материальной формы, так и сознания в каждой вещи, т.е. одушевленный и неодушевленный объект имеют и форму и сознание. Методология и методы изучения будут различаться.

     (из Н.М.Сланевская "Мозг, мышление и общество, часть 2, Санкт-Петербург, Центр Междисциплинарной нейронауки, 2012)

- Botvinick, M.M., Cohen, J.D., Carter, C.D. (2004) “Conflict Monitoring and Anterior Cingulated Cortex: an Update” in Trends in Cognitive Science, 8: 539-46.
- Brune, M., Brune-Cohrs, U. (2006) Theory of Mind-evolution, Ontogeny, Brain Mechanism and Psychopathology” in Neuroscience Biobehavioral Review, 30(4): 437-455.
- Carr, R. (2008a) “Neurotransmitters, Neuromodulators and Hormones: Putting It All Together” in Noah Hass-Cohen and Richard Carr (eds.) Art Therapy and Clinical Neuroscience, London and Philadelphia, Jessica Kingsley Publishers: 76-91.
- Cauli, O., Morelli, M. (2005) Caffeine and the Dopaminergic System” in Behavioral Pharmacology, 16: 63-77.
- Christian, D. (2008) “The Cortex: Regulation of Sensory and Emotional Experience” in Noah Hass-Cohen and Richard Carr (eds.) Art Therapy and Clinical Neuroscience, London and Philadelphia, Jessica Kingsley Publishers: 62-75.
- Elzinga, B.M., Roelofs, K. (2005) “Cortisol-induced Impairments of Working Memory Require Acute Sympathetic Activation” in Behavioral Neuroscience, 119 (1): 98-103.
- Frith, C.D., Frith, U. (1999) “Interacting Minds: A Biological Basis” in Science, Vol. 286, No. 5445: 1692-1695.
- Frith, U., Frith, C. (2001) “The Biological Basis of Social Interaction” in Current Directions in Psychological Science, 10(5): 151-155.
- Frith, U., Frith, C.D. (2003) “Development and Neurophysiology of Mentalizing” in Philosophical Transactions of the Royal Society B Biological Sciences, Vol. 358: 459-473.
- Gallese, V., Goldman, A. (1998) “Mirror Neurons and the Simulation Theory of Mind-Reading” in Trends in Cognitive Sciences, 1998, 2(12): 493-501.
- Gazzola, V., Aziz-Zadeh, L., Keysers, C. (2006) “Empathy and the Somatotopic Auditory Mirror System in Humans” in Current Biology, 16: 1824-1829.
- Goldberg, E. (2005) The Wisdom Paradox:How Your Mind Can Grow Stronger as Your Brain Grows Older? New York, Gothman Books.
- Horner, P.J., Gage, F.H. (2002) “Regeneration in the Adult and Ageing Brain” in Archives of Neurology, 59: 1717-1720.
- Huber, D., Veinante, P., Stoop, R. (2005) “Vasopressin and Oxytocin Excite Distinct Neuronal Populations in the Central Amygdala” in Science, 308: 245–248.
- Insel, T., Shapiro, L. (1992) “Oxytocin Receptor Distribution Reflects Social Organization in Monogamous and Polygamous Voles” in Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 89: 5981-5985.
- Jackson, P.L., Meltzoff, A.N., Decety, J. (2005) “How Do We Perceive the Pain of Others? A Window into the Neural Processes Involved in Empathy” in Neuroimage, 24(3): 771-779.
- Kozorovitskiy, Y., Gould, E. (2003) “Adult Neurogenesis: A Mechanism for Brain Repair? in Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, 25: 721-732.
- LeDoux, J. (2000a) “Cognitive-Emotional Interactions: Listen to the Brain”, in R.D. Lane and L.Nadel (eds.) Cognitive Neuroscience of Emotion, New York: Oxford University Press: 129-155.
- LeDoux, J.E. (2000b) “Emotion Circuits in the Brain” in Annual Reviews Neuroscience, 23: 155-184.
- Lommel, P. (2010) Consciousness Beyond Life. The Science of the Near-Death Experience, New York, HaperOne.
- Marsh, D., Furlong, P. (2002) “A Skin not a Sweater: Ontology and Epistemology in Political Science” in D. Marsh, D., Stoker, G. (eds.) Theory and Methods in Political Science, New York, Palgrave Macmillan: 17-44.
- Ochsner, K.N., Knieerim, K., Ludlow, D.H., Henelin, J., Ramachandra, T., et al (2004) “Reflecting Upon Feelings: an fMRI Study of Neural Systems Supporting the Attribution of Emotion to Self and Other” in Journal of Cognitive Neuroscience, 16: 1746-72.
- Petrovic, P., Kalisch, R., Singer, T., Dolan, R. (2008) “Oxytocin Attenuates Affective Evaluations of Conditioned Faces and Amygdala Activity” in The Journal of Neuroscience, 28(26): 6607-6615.
- Pronin, E., Gilovich, T., Ross, L. (2004) “Theoretical Note. Objectivity in the Eye of the Beholder: Divergent Perceptions of Bias in Self Versus Others” in Psychological Review, Vol. 111: 781-799.
- Ramachandran, V.S., Oberman, L.M. (2006) Broken Mirrors: A Theory of Autism” in Scientific American, 295(5): 62-69.
- Rizzolatti, G., Arbib, M.A. (1998) “Language Within Our Grasp” in Trends in Neuroscience, 21(5): 188-194.
- Rizzolatti, G., Fadiga, L., Gallese, V., Fogassi, L. (1996) “Premotor Cortex and the Recognition of Motor Actions” in Cognitive Brain Research, 3(2): 131-141.
- Rizzolatti, G., Fogassi, L., Gallese, V. (2006) “Mirrors in the Mind” in Scientific American, 295 (5): 54-61.
- Samson, D., Apperly, I.A., Kathirgamanathan, U., Humphreys, G.W. (2005) “Seeing It My Way: a Case of Selective Deficit in Inhibiting Self-perspective” in Brain, 128: 1102-1111.
- Sapolsky, R. (2004a) “Stressed-out Memories: A Little Stress Sharpens Memory. But After Prolonged Stress, the Mental Picture Isn’t Pretty” in Scientific American Mind, 14(5): 28-34.
- Sheng, M., Kim, M.J. (2002) “Postsynaptic Signaling and Plasticity Mechanisms” in Science, 298: 776-780.
- Singer, T. (2006) “The Neuronal Basis and Ontogeny of Empathy and Mind Reading: Review of Literature and Implications for Future Research” in Neuroscience and Biobehavioural Reviews, 30: 855-863.
- Singer, T., Fehr, E. (2005) “The Neuroeconomics of Mind Reading and Empathy” in Neuroscientific Foundations of Economic Decision-making, AEA Papers and Proceedings, Vol. 95, No. 2: 340-345.
- Singer, T., Lamm, C. (2009) “The Social Neuroscience of Empathy” in The Year in Cognitive Neuroscience 2009, Annals of the New York Academy of Sciences, 1156: 81-96.
- Singer, T., Seymour, B., O’Doherty, J., Kaube, H., Dolan, R., Frith, C. (2004a) “Empathy for Pain Involves the Affective but Not Sensory Components of Pain” in Science, Vol. 303, No. 5661: 1157-1162.
- Singer, T., Snozzi, R., Bird, G., Silani, G., Heinrichs, M., Dolan, R. (2008) “Effects of Oxytocin and Prosocial Behavior on Brain Responses to Direct and Vicariously Experienced Pain” in Emotion, Vol. 8, No. 6: 781-791
- Singer, T., Frith, C. (2005) “The Painful Side of Empathy” in Nature Neuroscience, Vol. 8, No. 7: 845-846
- Stout, L.A. (2008) “Taking Conscience Seriously” in Paul J. Zak (ed.) Moral Markets. The Critical Role of Values in the Economy, Princeton University Press, Princeton and Oxford: 157-172.
- Vance, R., Wahlin, K. (2008) “Memory and Art” in Noah Hass-Cohen and Richard Carr (eds.) Art Therapy and Clinical Neuroscience, Jessica Kingsley Publishers, London: 159-173.
- Veinante, P., Freund-Mercier, M. (1997) “Distribution of Oxytocin- and Vasopressin-binding Sites in the Rat Extended Amygdala: a Histoautoradiographic Study” in The Journal of Comparative Neurology, 383: 305-325.
- Watt, D.F. (2005) Social Bonds and the Nature of Empathy” in Journal of Consciousness Studies, 12 (8-10): 185-209.
- Wicker, B., Keysers, C., Plailly, J., Royet, J., Gallese, V., Rizzolatti, G. (2003) “Both of Us Disgusted in My Insula: The Common Neural Basis of Seeing and Feeling Disgust” in Neuron, Vol. 40: 655-664.
- Голдберг, Э. (2003) Управляющий мозг: Лобные доли, лидерство и цивилизация, Москва, Смысл.
- Харченко, Е.П., М.Н.Клименко (2004) “Пластичность мозга” в Химия и жизнь - XXI век, № 6: 26-33.


 

Нина Сланевская. Междисциплинарная Нейронаука
 

| | ©2009 Н.М.Сланевская I