21 век – время великих научных открытий. Машины едут сами. Вакцины против новых смертоносных вирусов создаются менее чем за год. Последний марсоход охотится за признаками инопланетной жизни. Но мы также окружены научными мифами: устаревшими убеждениями, которые регулярно появляются в новостях.
Ошибаться — нормальная и неизбежная часть научного процесса. Мы, ученые, делаем все возможное, используя имеющиеся у нас инструменты, пока новые инструменты не расширят наши чувства и не позволят нам исследовать глубже, шире или точнее. Со временем новые открытия приводят нас к серьезным корректировкам нашего понимания того, как устроен мир, например, естественного отбора и квантовой физики. Таким образом, неудача — это возможность открыть для себя что-то новое и научиться.
Мозг не работает на основе стимулов и ответов. Все ваши нейроны постоянно возбуждаются с разной частотой.
Но иногда старые научные убеждения сохраняются и даже энергично защищаются еще долго после того, как у нас есть достаточно доказательств, чтобы отказаться от них. Как нейробиолог я вижу, как научные мифы о мозге регулярно повторяются в средствах массовой информации и в уголках академических исследований. Три из них, в частности, выделяются коррекцией. В конце концов, у каждого из нас есть мозг, поэтому очень важно понять, как работает этот трехфунтовый комок между ушами.
Во-первых, определенные части человеческого мозга выполняют определенные психологические функции . Согласно этому мифу, мозг подобен набору кусочков головоломки, каждый из которых выполняет определенную умственную функцию. Одна часть головоломки предназначена для зрения, другая — для памяти, третья — для эмоций и так далее. Этот взгляд на мозг стал популярен в 19 веке, когда он назывался френологией. Его практикующие считали, что могут распознать вашу личность, измерив шишки на вашем черепе. Френология была дискредитирована лучшими данными, но от общей идеи так и не отказались.
Сегодня мы знаем, что мозг не разделен на кусочки головоломки с определенными психологическими функциями. Вместо этого человеческий мозг представляет собой огромную сеть нейронов. 3 У большинства нейронов есть несколько задач, а не одна психологическая цель. 4 Например, нейроны в области мозга, называемой передней поясной корой, регулярно участвуют в процессах памяти, эмоций, принятия решений, боли, моральных суждений, воображения, внимания и эмпатии.
Я не говорю, что каждый нейрон может делать все, но большинство нейронов делают больше, чем одну вещь. Например, область мозга, тесно связанная со способностью видеть, называемая первичной зрительной корой, также несет информацию о слухе, осязании и движении. На самом деле, если на несколько дней завязать глаза людям с типичным зрением и научить их читать по Брайлю, нейроны в их зрительной коре станут более привязанными к осязанию. (Эффект исчезает примерно через день без повязки на глаза.)
Кроме того, первичная зрительная кора не является необходимой для всех аспектов зрения. Ученые долгое время считали, что серьезное повреждение зрительной коры в левой части вашего мозга сделает вас неспособным видеть правым глазом, предполагая, что способность видеть одним глазом в значительной степени связана со зрительной корой. на противоположной стороне. Тем не менее, более 50 лет назад исследования кошек с односторонней корковой слепотой показали, что можно частично восстановить утраченное зрение, перерезав связь глубоко в среднем мозге кошки. Немного больше повреждений позволяло кошкам ориентироваться и приближаться к движущимся объектам.
Возможно, самым известным примером мышления, основанного на кусочках головоломки, является «триединый мозг»: идея о том, что человеческий мозг эволюционировал в три слоя. Говорят, что самый глубокий слой, известный как мозг ящерицы и предположительно унаследованный от предков рептилий, содержит наши инстинкты. Средний слой, называемый лимбической системой, предположительно содержит эмоции, унаследованные от древних млекопитающих. А самый верхний слой, называемый неокортексом, считается уникальным для человека — как глазурь на уже испеченном торте — и якобы позволяет нам регулировать наши звериные эмоции и инстинкты.
Миф номер один заключается в том, что определенные части человеческого мозга выполняют определенные психологические функции.
Эта захватывающая история эволюции мозга возникла в середине 20 века, когда самым мощным инструментом для изучения мозга был обычный микроскоп. Однако современные исследования в области молекулярной генетики показали, что идея тройственного мозга — это миф. Мозг не развивается слоями, и мозг всех млекопитающих (и, скорее всего, мозг всех позвоночных) построен по единому производственному плану с использованием одних и тех же типов нейронов.
Тем не менее, идея триединого мозга обладает огромной живучестью, потому что она дает привлекательное объяснение человеческой природы. Если плохое поведение проистекает из наших внутренних зверей, то мы менее ответственны за некоторые из наших действий. И если этими зверями управляет уникальная человеческая и рациональная неокортекс, то у нас самый высокоразвитый мозг в животном мире. Yay для людей, верно? Но это все миф. На самом деле мозг каждого вида уникально и эффективно адаптирован к окружающей среде, и мозг ни одного животного не является «более развитым», чем любой другой.
Так почему миф о разделенном мозге сохраняется? Одна из причин заключается в том, что исследования по сканированию мозга стоят дорого. В качестве компромисса типичные исследования включают в себя сканирование только в количестве, достаточном для того, чтобы показать самую сильную и устойчивую активность мозга. Эти маломощные исследования дают красивые картинки, которые, кажется, показывают маленькие островки активности в спокойном на вид мозге. Но они упускают множество других, менее устойчивых видов деятельности, которые все же могут иметь психологическое и биологическое значение. Напротив, когда исследования проводятся с достаточной силой, они показывают активность большей части мозга.
Другая причина заключается в том, что исследования на животных иногда сосредотачиваются на одной небольшой части мозга, даже на нескольких нейронах. В погоне за точностью они заканчивают тем, что ограничивают область применения теми местами, где ожидают увидеть эффект. Когда вместо этого исследователи используют более целостный подход, который фокусируется на всех нейронах в мозге — скажем, у мух, червей или даже мышей — результаты показывают больше того, что похоже на эффекты всего мозга.
Почти все, что создает ваш мозг, от изображений и звуков до воспоминаний и эмоций, включает в себя весь ваш мозг. Каждый нейрон взаимодействует с тысячами других одновременно. В такой сложной системе очень мало того, что вы делаете или переживаете, можно свести к простой сумме частей.
Во-вторых, ваш мозг реагирует на события в мире . Предположительно, вы проводите свой день, когда части вашего мозга находятся в выключенном состоянии. Затем вокруг вас что-то происходит, и эти части включаются и «загораются» активностью.
Мозг, однако, не работает на основе стимулов и реакций. Все ваши нейроны постоянно возбуждаются с разной частотой. Что они делают? Усердно делает прогнозы. 9В каждый момент ваш мозг использует всю доступную информацию (вашу память, вашу ситуацию, состояние вашего тела), чтобы делать предположения о том, что произойдет в следующий момент. Если догадка оказывается верной, у вашего мозга есть фора: он уже запускает следующие действия вашего тела и создает то, что вы видите, слышите и чувствуете. Если догадка неверна, мозг может исправить себя и, надеюсь, в следующий раз научится предсказывать лучше. Или иногда он не удосуживается исправить догадку, и вы можете увидеть или услышать вещи, которых нет, или сделать что-то, что вы не собирались сознательно делать. Все эти предсказания и исправления происходят в мгновение ока, вне вашего сознания.
Если предсказательный мозг звучит как научная фантастика, вот небольшая демонстрация. Что это за картина?
Если вы видите только несколько изогнутых линий, значит, ваш мозг пытается сделать хороший прогноз и терпит неудачу. Он не может сопоставить эту картину с чем-то подобным в вашем прошлом. (Ученые называют это состояние «эмпирической слепотой».) . Внезапно ваш мозг может придать смысл картинке. Описание дало вашему мозгу новую информацию, которая вызвала в воображении похожие переживания в вашем прошлом, и ваш мозг использовал эти переживания, чтобы сделать более точные прогнозы того, что вы должны увидеть. Ваш мозг превратил двусмысленные изогнутые линии в осмысленное восприятие. (Возможно, вы больше никогда не увидите эту картинку бессмысленной.)
Прогнозирование и исправление — более эффективный способ запуска системы, чем постоянное реагирование в нестабильном мире. Это становится ясно каждый раз, когда вы смотрите бейсбольный матч. Когда питчер швыряет мяч со скоростью 96 миль в час к своей тарелке, у отбивающего нет достаточно времени, чтобы дождаться, пока мяч приблизится, сознательно увидеть его, а затем подготовить и выполнить замах. Вместо этого мозг отбивающего автоматически предсказывает будущее местоположение мяча, основываясь на богатом опыте, и запускает замах на основе этого прогноза, чтобы иметь надежду попасть по мячу. Без предсказывающего мозга заниматься спортом, каким мы его знаем, было бы невозможно.
Что все это значит для вас? Вы не простой организм, реагирующий на стимулы. Опыт, который у вас есть сегодня, влияет на действия, которые ваш мозг автоматически запускает завтра.
Третий миф заключается в том, что существует четкая граница между болезнями тела , такими как сердечно-сосудистые заболевания, и болезнями разума , такими как депрессия. Идея о том, что тело и разум разделены, была популяризирована философом Рене Декартом в 17 веке (известная как картезианский дуализм), и она все еще существует сегодня, в том числе в медицинской практике. Однако нейробиологи обнаружили, что те же мозговые сети, которые отвечают за контроль над вашим телом, участвуют и в создании вашего разума. Отличным примером является передняя поясная кора, о которой я упоминал ранее. Его нейроны не только участвуют во всех перечисленных мною психологических функциях, но и регулируют работу органов, гормонов и иммунной системы, чтобы поддерживать вашу жизнь и здоровье.
Современные исследования в области молекулярной генетики показали, что идея тройственного мозга — это миф.
Каждое умственное переживание имеет физические причины, а физические изменения в вашем теле часто имеют психические последствия благодаря вашему предсказателю мозга. В каждый момент ваш мозг осмысливает вихрь активности внутри вашего тела точно так же, как он делает это с чувственными данными из внешнего мира. Это значение может принимать различные формы. Если у вас стеснение в груди, которое ваш мозг воспринимает как физический дискомфорт, вы, скорее всего, посетите кардиолога. Но если ваш мозг воспринимает тот же дискомфорт как дистресс, вы, скорее всего, запишетесь на прием к психиатру. Обратите внимание, что здесь ваш мозг не пытается различить два разных физических ощущения. Они практически идентичны, и неверный прогноз может стоить вам жизни .. Лично у меня есть три подруги, чьим матерям поставили ошибочный диагноз «тревожность », когда у них были серьезные заболевания, и двое из них умерли.
Когда дело доходит до болезни, граница между физическим и психическим становится проницаемой. Депрессия обычно классифицируется как психическое заболевание, но это в такой же степени метаболическое заболевание, как и сердечно-сосудистое заболевание, которое само по себе имеет значительные симптомы, связанные с настроением. Эти два заболевания встречаются вместе так часто, что некоторые медицинские исследователи считают, что одно может быть причиной другого. Эта точка зрения пропитана картезианским дуализмом. Как депрессия , так и сердечно-сосудистые заболевания , как известно, связаны с проблемами обмена веществ, поэтому вполне вероятно, что у них есть общая основная причина.
Размышляя об отношениях между разумом и телом, возникает искушение предаться мифу о том, что разум находится исключительно в мозгу, а тело существует отдельно. Однако под капотом ваш мозг создает ваш разум, в то время как он регулирует системы вашего тела. Это означает, что регулирование вашего тела само по себе является частью вашего разума.
Наука, как и ваш мозг, работает путем предсказания и исправления. Ученые используют свои знания для выдвижения гипотез о том, как устроен мир. Затем они наблюдают за миром, и их наблюдения становятся доказательством, которое они используют для проверки гипотез. Если гипотеза не предсказала доказательства, они обновляют ее по мере необходимости. Мы все видели этот процесс в действии во время пандемии. Сначала мы услышали, что COVID-19 распространяется на поверхностях, поэтому все бросились покупать салфетки Purell и Clorox. Позже мы узнали, что вирус в основном передается воздушно-капельным путем, и акцент сместился на вентиляцию легких и маски. Такого рода изменения — нормальная часть науки: мы адаптируемся к тому, что изучаем. Но иногда гипотезы настолько сильны, что сопротивляются изменению. Они поддерживаются не доказательствами, а идеологией. Они становятся научными мифами.