Томограф лишил разум воли

Сканирование мозга позволяет пресказать «спонтанное» решение за 10 секунд до его принятия

Артём Тунцов 14.04.2008, 15:08

Ни одно решение не принимается «в последний момент». Немецкие нейрофизиологи научились предсказывать свободный выбор человека ещё до того, как тот его осознанно сделает. Непонятно только, может ли человек изменить предсказанную МРТ-сканером судьбу, хотя бы из вредности.

Понятие свободной воли, произвольного выбора в последний момент, похоже, всё-таки иллюзорно. Предсказать выбор и момент, в который этот выбор будет сделан, можно заранее. Как показала команда европейских учёных под руководством Джона-Дилана Хэйнеса из берлинского Центра нейрофизиологии имени Бернштайна, ещё за 10 секунд до, казалось бы, спонтанного решения в двух регионах мозга начинаются очень специфические процессы, которые можно зарегистрировать с помощью магнитно-резонансной томографии.

Понятие свободной воли выходит далеко за рамки нейрофизиологии и имеет не только научную — подчас весьма неожиданную, как в квантовой механике, но и общекультурную, и даже религиозную составляющие. Немецкие учёные не пытаются обобщать свои результаты на эти стороны человеческой жизни, однако отмечают, что их результаты, принятые к публикации в одном из ближайших номеров Nature Neuroscience, определённо ставят понятие свободной воли под сомнение.

Учёные нашли два участка мозга, перестройка активности которых наблюдалась за 7 секунд до принятия 14 добровольцами — участниками эксперимента решения нажать ту или иную кнопку.

Поскольку полное время сканирования мозга составляет около двух секунд, учёные полагают, что с лучшими по временному разрешению сканерами время предсказания можно будет довести примерно до десяти секунд.

Ещё в первой половине 1980-х годов удалось показать, что за несколько десятых секунды до «спонтанного» решения нажать на кнопку понижается потенциал двух симметрично расположенных участков мозга — особенно в правом его полушарии. Тем не менее результаты этого исследования можно было интерпретировать по-разному. Во-первых, не было ясно, связана ли активность этих участков мозга непосредственно с сознательным решением нажать на кнопку или она «подготавливала» это решение. Во-вторых, участки мозга, о которых идёт речь, непосредственно связаны с осуществлением движений — это так называемые вспомогательные моторные участки; поэтому трудно было догадаться, идёт ли речь о подготовке решения или подготовке к движению пальца на основании этого решения.

Кроме того, поскольку кнопку участникам эксперимента двадцатилетней давности предлагалось нажать всего одну, учёные могли предсказать лишь, когда испытуемый сделает свой выбор, но не какой именно выбор он сделает. Наконец, 0,2–0,3 секунды — не такое уж впечатляющее значение, если учесть, что в своей оценке времени «принятия решения» человек в среднем ошибается на полсекунды; к тому же никакого контроля этого времени в старой работе не было.

На этом фоне выделение двух участков мозга, наблюдение за которыми позволяет предсказать не только момент принятия решения, но и само решение – хоть за десять, хоть за пять секунд до осознания этого решения – впечатляет.

Чтобы найти их, учёные воспользовались мощью МРТ-сканера и статистических методов математики, способных быстро распознавать меняющиеся структуры в огромных объёмах данных об активности мозга, поступающих от прибора. Нейрофизиологи попросили добровольцев, лежавших внутри работающих сканеров, нажать одну из двух кнопок левым или правым указательными пальцами. Кнопку можно было нажимать ту, что захочется, и делать это тогда, когда посчитаешь нужным. Во время опыта на экранах перед добровольцами каждые полсекунды менялись буквы, и помимо нажатия на кнопки от них требовалось запомнить литеру, горевшую на мониторе в «момент принятия решения»; таким образом Хэйнес и его коллеги оценивали представление людей об этом моменте.

Рассказывая о результатах работы, учёные отмечают, что, во-первых, руки подопытных были проворнее их глаз. Буквы, которые они запоминали «в момент принятия решения», на деле появлялись в среднем через полсекунды после того, как кнопка уже была нажата. Так что если вам вдруг покажется, что боль от удара молотком по пальцу вы почувствовали прежде, чем его боёк опустился на ноготь, не стоит удивляться. Причина не в провидческих способностях пальца, а в заторможенности зрения.

Расположение предсказывающих решение зон в мозге человека.//<a href=http://www.nature.com/natureneuroscience>Nature Neuroscience</a>
Расположение предсказывающих решение зон в мозге человека.//Nature Neuroscience

Во-вторых, и это самое интересное, математический анализ показал, что структура возбуждения двух участков мозга особым образом меняется за 5–10 секунд до того, как человек нажимает кнопку.

Первый из них расположен в так называемом поле Бродманна-10 — одном из полусотни участков мозга, выделенном в начале XX века немецким учёным Корбинианом Бродманном на основании строения составляющих его клеток. Десятое поле Бродманна расположено в передней коре головного мозга, и раньше было показано, что эта область мозга связана с планированием и принятием решений, способных оказать влияние на будущее. Левый край поля как раз и оказался наиболее подходящим для предсказания будущего решения. Второй такой участок расположен с другой стороны — в теменной коре, между предклиньем и задней поясничной областью мозга.

Дальнейшие опыты показали: наиболее вероятно, что само решение принимается всё-таки в десятом поле Бродманна, а теменная кора занимается хранением этой информации.

При этом речь идёт не об увеличении активности участка, а именно об изменении её структуры. Полный кровоток и электрическая активность этих участков не менялись, из-за чего эти участки и нельзя было обнаружить раньше.

Нейрофизиологи также показали, что можно предсказать и время принятия осознанного решения. Правда, наибольшей предсказательной силой обладали как раз моторные области. Учёные полагают, что это связано с разделением функций между участками мозга, осуществляющими выбор и подготавливающими тело к тому, чтобы этот выбор реализовать.

Сама предсказательная сила всё-таки оставляет желать лучшего.

Самый хороший результат, которого удалось добиться немецким нейрофизиологам, — угадывание будущего решения в 60 с небольшим случаях из ста. Отличие от «случайных» 50% вполне значимое и составляет два-три стандартных отклонения, однако вряд ли умение предсказывать поведение другого человека с вероятностью ошибки в 40% может многих удовлетворить.

Тем не менее эта ошибка может со временем уменьшиться, если скорость реакции сканеров и их пространственное разрешение улучшатся: более точные данные позволят выделить мозговые структуры и сигнал, свидетельствующий о том или ином выборе. Да и в любом случае, возможность предсказать «свободный выбор» заранее заставляет вновь задуматься о наличии у человека свободной воли и её физиологическом механизме.

Учёные признают, что в их работе не хватает одной детали — выяснить, способен ли мозг человека за отведённые ему последней работой 5–10 секунд изменить вроде бы принятое решение. Придумать эксперимент, способный дать ответ на этот вопрос, Хэйнес и его коллеги пока не смогли.