На різні експериментальні методи мозок відгукується по-різному, що може призводити до діаметрально протилежних висновків.
Читаючи якусь новину з нейробіології, ми рано чи пізно зустрінемо щось на зразок "дослідники... стимулювали/придушували активність нейронів мозку ". Способи стимуляції можуть бути різними, від спеціальних речовин, що переважають або збуджують нервові клітини, до оптогенетичних методів, коли в нейрони вводиться ген фоточутливого білка, а потім за допомогою оптоволокна, впровадженого в мозок, цей білок - і нейрони слідом за ним - збуджуються світловими імпульсами. Такі експерименти - надзвичайно цінне джерело відомостей про функціонування мозку: впливаючи ті чи інші на нейрони, ми можемо визначити функцію, наприклад, конкретної ділянки кори півкуль.
Однак, втручаючись у роботу нервових ланцюжків, чи не змінюємо ми тим самим їхні функції? Чи не поширюється вплив дослідника на інші області мозку, які ніби не повинні бути порушені експериментом? У статті, опублікованій в Nature групою нейробіологів з Гарварду, сказано, що така небезпека дійсно існує: ми можемо дійти помилкових висновків через те, що мозок через наше втручання повівся не так, як зазвичай.
Бенс Олвечкі (Bence Olveczky) і його колеги вивчали моторну кору біля щурів: тварин вчили натискати на важіль якогось пристрою, щоб отримати нагороду, після чого інактивували ділянку кори, що відповідає за рухи, і спостерігали за тим, чи зможе щур виконати вивчене завдання. Нейрони інактивували за допомогою спеціальної речовини, що переважає роботу нейромедіаторів; його дія була недовгою, так що нервові клітини незабаром знову поверталися в стрій. Однак сталося так, що в одного з щурів при маніпуляціях з мозком безнадійно пошкодили невелику ділянку рухової кори. Від тварини, тим не менш, не відмовилися, а розширили область пошкодження так, щоб до неї увійшли всі ті нейрони, які підлягали відключенню - тільки цього разу відключення було остаточним і безповоротним.
При короткочасному інгібуванні роботи нервових клітин нічого дивного не відбувалося - щури виявлялися нездатні скоординувати рухи і натиснути на важіль, з чого можна було б зробити висновок, що відключені нейрони володіють такою-то і такою-то функцією. Однак щури з убитими нервовими клітинами те ж саме завдання чудово виконували, з чого можна було б зробити абсолютно протилежний висновок - що ті ж самі нейрони такою функцією не володіють. Іншими словами, короткочасне відключення нейронів і постійне відключення призводили до різних результатів.
Те ж саме було і з зебровими амадинами: залежно від того, як у них інактивували нейрони певної ділянки мозку, на час або назавжди, птахи або продовжували співати шлюбні пісні, або у них з цим виникали серйозні проблеми. До тимчасових методів впливу відноситься і оптогенетика (адже тут нейрони включаються не довічно), і, як виявилося, з нею ситуація така ж: вплив на мозок оптогенетичними методами давав інші результати, ніж у тому випадку, коли зміни в нейронах були постійними.
За словами Джуліо Тононі (Giulio Tononi), фахівця в галузі поведінкової нейробіології у Вісконсинському університеті, отримані результати дуже схожі на діасхіз - так у клініці називають тимчасову втрату функцій в одній ділянці нервової системи через пошкодження в іншій її ділянці. Діасхіз дозволяє пояснити зникнення і подальше повернення деяких нервових функцій після інсульту: наприклад, якщо через удар рука або нога стали нерухомі, то це не означає, що нейрони, що відповідають за їх рухливість, загинули - вони можуть залишатися цілком живими, просто тимчасово відчувають вплив дійсно пошкодженої ділянки мозку.
Зауважимо також, що мозок взагалі відрізняється пластичністю, і деякі нервові ланцюжки можуть просто певною мірою брати на себе функцію інших. Але, як би там не було, у дослідників, які працюють в експериментальній нейробіології, з'явився додатковий головний біль: вони повинні брати до уваги метод, за допомогою якого отримані ті чи інші результати, тому що втручання з довготривалими наслідками може показати нам одне, а втручання з короткочасними наслідками - інше. Чому так відбувається, очевидно, можна пояснити тільки з детальною картою міжнейронних сполук у мозку.
Насамкінець зауважимо, що вплив спостерігача або експериментатора на об'єкт, яким він займається - досить складний і, не побоїмося цього слова, філософське питання, що відноситься до методології науки і стосується абсолютно всіх галузей і спеціальностей. Десь, звичайно, таким впливом можна знехтувати, а десь, особливо в експериментальних областях, від нього просто нікуди не дінешся. І форми у нього можуть бути різні.
Наприклад, в психологічних експериментах сама особистість дослідника, який ставить питання, може впливати на поведінку іншої людини, а в дослідах з тваринами буває досить просто фізичної присутності експериментатора, щоб виник якийсь несподіваний перекіс - наприклад, багато хто пам'ятає торішнє повідомлення співробітників Університету Макгілла, які виявили, що в присутності чоловіків-лаборантів больова чутливість піддослідних мишей знижується.
За матеріалами The Scientist.