Нейробиологическая критика мифа о триедином мозге

Оригинал статьи — Your Brain Is Not an Onion With a Tiny Reptile Inside

Аннотация

Широко распространенное в психологии заблуждение состоит в том, что (a) по мере эволюции позвоночных животных "новые" структуры мозга добавлялись к существующим "старым" структурам мозга, и (b) эти новые, более сложные структуры наделили животных новыми и более сложными психологическими функциями, гибкостью поведения и языком. Это мнение, хотя и широко распространенное в учебниках по психологии, давно дискредитировано среди нейробиологов и контрастирует с четким и единодушным согласием по этим вопросам среди тех, кто изучает эволюцию нервной системы. Мы вводим психологов в курс дела, описывая более точную модель нейронной эволюции, и приводим примеры того, как эта неточная точка зрения могла помешать прогрессу в психологии. Мы призываем психологов отказаться от этого ошибочного взгляда на человеческий мозг.

Цель данной статьи - прояснить широко распространенное в психологической науке заблуждение относительно эволюции нервной системы. Многие психологи считают, что по мере появления новых видов позвоночных эволюционно новые сложные структуры мозга наслаивались на эволюционно более древние простые структуры; то есть более древнее ядро, связанное с эмоциями и инстинктивным поведением ("рептильный мозг", состоящий из базальных ганглиев и лимбической системы), находится внутри более нового мозга "неокортекса", способного к языку, планированию действий и так далее.

Важные особенности этой модели, часто называемой теорией триединого мозга, заключаются в том, что (a) новые компоненты буквально наслаиваются на старые по мере появления новых видов, и (b) эти новые структуры связаны со сложными психологическими функциями, которые мы приписываем человеку или, если мы чувствуем себя щедрыми, для других приматов и социальных млекопитающих (см. рис. 1a и 1b).

Как заявил Пол Маклин (1964), основоположник теории триединого мозга:

Человек, похоже, унаследовал, по сути, три мозга. Бережливая природа, развивая свой образец, ничего не выбрасывала. Самый древний из его мозгов в основном рептильный; второй унаследован от низших млекопитающих; а третий и самый новый мозг - это позднее развитие млекопитающих, которое достигло вершины в человеке и дало ему уникальную способность к символическому языку. (p. 96)

Это убеждение, хотя и широко распространено и утверждается как факт в учебниках по психологии, не имеет никаких оснований в эволюционной биологии.

Наш опыт подсказывает, что многие читатели могут удивиться, узнав, что эти идеи давно дискредитированы среди людей, изучающих эволюцию нервной системы. Действительно, тот или иной вариант вышеописанной истории встречается в вводных обсуждениях психологии и некоторых подобластях дисциплины. Мы приведем несколько кратких примеров, проиллюстрируем, что не так с этой точкой зрения, и обсудим, как эти идеи могли повлиять на психологические исследования.

В рамках психологии широкое понимание разума противопоставляет эмоциональные, животные влечения, расположенные в более старых анатомических структурах, рациональным, более сложным психологическим процессам, расположенным в более новых анатомических структурах. В наиболее распространенном вводном учебнике по психологии говорится, что:

у примитивных животных, таких как акулы, не очень сложный мозг в основном регулирует основные функции выживания. . . . У низших млекопитающих, таких как грызуны, более сложный мозг обеспечивает эмоции и большую память. . . . У высших млекопитающих, таких как человек, мозг, обрабатывающий больше информации, также способствует лучшему предвидению. . . . Усложнение мозга происходит за счет новых мозговых систем, построенных поверх старых, подобно тому, как ландшафт Земли покрывает старое новым. Если копнуть вниз, можно обнаружить ископаемые остатки прошлого". (Myers & Dewall, 2018, p. 68)

Чтобы изучить масштаб проблемы, мы сделали выборку из 20 учебников по вводной психологии, опубликованных в период с 2009 по 2017 год. Из 14 учебников, в которых упоминается эволюция мозга, 86% содержали как минимум одну неточность, описанную выше. Говоря иначе, только 2 из существующих в настоящее время вводных учебников психологии описывают эволюцию мозга таким образом, который представляет собой консенсус, разделяемый сравнительными нейробиологами. (Подробнее см. тут).

Примеры этого ошибочного взгляда можно легко найти во всех областях психологии. В социальном познании это различие послужило основой для двухпроцессных моделей автоматизма, некоторые из которых противопоставляют быстрые и неконтролируемые процессы более медленным и контролируемым. Например, Дийкстерхуис и Барг (2001), обсуждая свою модель прямой связи между восприятием и поведением, пишут, что:

когда развиваются новые виды, это происходит путем добавления новых частей мозга к существующим старым. . . . Лягушка и рыба, другими словами, все еще находятся в нас. Преимущество людей в том, что мы также обладаем новыми тормозящими или сдерживающими системами". (p. 5)

Эта широко цитируемая идея заключается в том, что поведение многих животных жестко контролируется внешними стимулами, потому что их мозг состоит из старых структур, способных только на рефлекторные реакции, тогда как люди и другие "высшие" животные обладают более новыми системами, которые обеспечивают гибкость поведения благодаря дополнительным функциям, таким как контроль и торможение (Dijksterhuis, Bargh, & Miedema, 2000).

Примеры модели эволюции мозга Маклина встречаются и в других областях, включая модели личности (Epstein, 1994), внимания (Mirsky & Duncan, 2002), психопатологии (Cory & Gardner, 2002), рыночной экономики (Cory, 2002), и морали (Narvaez, 2008). Неакадемические примеры слишком многочисленны, чтобы их полностью рассматривать.

Идея о том, что в глубине нашего нового, более цивилизованного внешнего слоя погребен более древний анималистический мозг, широко упоминается.
Книга  Carl Sagan’s (1978), удостоенная Пулитцеровской премии, "Драконы Эдема" и книга Steven Johnson’s (2005) "Mind Wide Open" были популярными книгами, которые в значительной степени опирались на эту идею, а книга Сагана сыграла большую роль в донесении этих идей до неакадемической аудитории.

Что не так?

Приведенные выше примеры иллюстрируют несколько неверных представлений об эволюции нервной системы. Первая проблема заключается в том, что эти идеи отражают взгляд на эволюцию по принципу scala naturae, в котором животные могут быть расположены линейно от "простых" до самых "сложных" организмов (рис. 1a). Этот взгляд нереалистичен, поскольку нейронная и анатомическая сложность развивалась неоднократно в рамках многих независимых линий (Oakley & Rivera, 2008). Эта точка зрения также подразумевает, что эволюционная история - это линейная прогрессия, в которой один организм стал другим, а затем еще одним. Это не так, что животные, такие как грызуны, с "менее сложным" мозгом, эволюционировали в другой вид с немного более сложным мозгом (т.е. со структурами, добавленными к мозгу грызуна), и так далее, до появления человека, который имеет самый сложный мозг. Это неверное понимание и вытекающие из него теоретические проблемы обсуждаются в рамках сравнительной психологии с 1960-х годов (Hodos & Campbell, 1969; LeDoux, 2012).

Вместо этого, корректный взгляд на эволюцию заключается в том, что животные произошли от общих предков (рис. 1c). В рамках этих отпрысков сложные нервные системы и развитые когнитивные способности многократно эволюционировали независимо друг от друга. Например, головоногие моллюски, такие как осьминог и каракатица, обладают невероятно сложной нервной системой и поведением (Mather & Kuba, 2013), то же самое можно сказать о некоторых насекомых и других членистоногих (Barron & Klein, 2016; Strausfeld, Hansen, Li, Gomez, & Ito, 1998). Даже среди не млекопитающих позвоночных сложность мозга увеличивалась независимо друг от друга несколько раз, особенно у некоторых акул, костистых рыб и птиц (Striedter, 1998).

Вместе с этим непониманием приходит неверное убеждение, что добавление сложных нейронных структур позволяет увеличить поведенческую сложность - что структурная сложность наделяет функциональной сложностью. Идея о том, что более крупный мозг можно приравнять к повышенной сложности поведения, весьма спорна (Chittka & Niven, 2009). По крайней мере, нечеловеческие животные не реагируют жестко на заданный стимул. Все поведение позвоночных генерируется сходными нейронными субстратами, которые интегрируют информацию для создания поведения на основе эволюционировавших схем принятия решений (Berridge, 2003).

Последняя - и самая важная - проблема этого ошибочного взгляда заключается в том, что анатомическая эволюция протекает так же, как геологические пласты, когда новые слои добавляются поверх существующих. Напротив, большая часть эволюционных изменений заключается в преобразовании существующих частей. Крылья летучих мышей не являются новыми придатками; их передние конечности были преобразованы в крылья через несколько промежуточных этапов. Точно так же кора головного мозга не является эволюционной новинкой, присущей только человеку, приматам или млекопитающим; все позвоночные обладают структурами, эволюционно родственными нашей коре (рис. 1d). На самом деле, кора может существовать еще до появления позвоночных (Dugas-Ford, Rowell, & Ragsdale, 2012; Tomer, Denes, Tessmar-Raible, & Arendt, 2010). Исследователи, изучающие эволюцию мозга позвоночных, спорят о том, какие части переднего мозга соответствуют другим частям у разных позвоночных, но все они исходят из предпосылки, что все позвоночные обладают одинаковыми основными областями мозга и переднего мозга.

Нейробиологи не спорят о том, являются ли какие-либо области коры эволюционно более новыми у одних млекопитающих, чем у других. Ясно, что даже префронтальная кора, область, связанная с разумом и планированием действий, не является уникально человеческой структурой. Хотя ведутся споры относительно относительного размера префронтальной коры у людей по сравнению с нечеловеческими животными (Passingham & Smaers, 2014; Sherwood, Bauernfeind, Bianchi, Raghanti, & Hof, 2012; Teffer & Semendeferi, 2012), префронтальная кора есть у всех млекопитающих.

Представление о слоях, добавляемых к существующим структурам в течение эволюционного времени по мере усложнения видов, просто неверно. Это заблуждение берет начало в работах Пола Маклина, который в 1940-х годах начал изучать область мозга, названную им лимбической системой (MacLean, 1949). Позже Маклин предположил, что человек обладает триединым мозгом, состоящим из трех больших отделов, которые развивались последовательно: Самый старый, "рептильный комплекс", управляет основными функциями, такими как движение и дыхание; следующий, лимбическая система, управляет эмоциональными реакциями; и, наконец, кора головного мозга управляет языком и мышлением (MacLean, 1973). К тому времени, когда Маклин опубликовал свою книгу в 1990 году, его идеи уже были признаны ошибочными (см. подробнее в книге Reiner, 1990). Тем не менее, несмотря на несоответствие современным представлениям о нейробиологии позвоночных, идеи Маклина остаются популярными в психологии. (Анализ цитирования показывает, что неврологи цитируют эмпирические статьи Маклина, в то время как не-нейропсихологи цитируют статьи Маклина о триедином мозге. (Подробности см. на сайте osf.io/r6jw4.)

So What?

Имеет ли значение, что психологи неправильно понимают нейронную эволюцию? Один из ответов на этот вопрос прост: Мы - ученые, и должны заботиться об достоверности фактов о мире, даже при отсутствии практических последствий. Если психологи имеют неверное представление о нейронной эволюции, они должны быть мотивированы исправить это заблуждение, даже если это неверное убеждение не влияет на их исследовательские программы.

Более практический вопрос касается пользы для психологической науки, если психологи изменят свои ошибочные взгляды на нейронную эволюцию.

Рассмотрим последствия веры в то, что люди обладают уникальными нейронными структурами, которые наделяют нас уникальными когнитивными функциями. Это убеждение побуждает исследователей давать видовые специфические объяснения, когда было бы более уместно признать межвидовые связи. Другими словами, выделяя определенные области мозга и функции как особые, исследователи обращаются с ними как с особыми в своих исследованиях (см. Higgins, 2004).

В качестве иллюстрации рассмотрим теории двойного процесса, распространенные во многих разделах психологии. В статье Annual Review of Psychology Evans (2008) резюмирует, что "повторяющейся темой в теориях двойного процесса" (стр. 259) во всех областях содержания является предложение о "двух архитектурно (и эволюционно) различных когнитивных системах" (стр. 255), причем система 1 предшествует системе 2 в эволюционном развитии.

Это разделение психологических функций на эволюционно более древние "животные влечения" и эволюционно более новое "рациональное мышление" можно проиллюстрировать на примере исследования силы воли, в котором исторически доминировала схема, противопоставляющая "горячий", немедленный и эмоциональный выбор и "холодный", долгосрочный и рациональный выбор. Съесть ли мне мороженое, которое приятно на вкус сейчас, или салат, который, как я знаю, будет лучше для меня в будущем? В классических исследованиях с зефиром отсрочка удовлетворения путем откладывания поедания зефира рассматривается как хороший результат, свидетельствующий о большей силе воли (Shoda, Mischel, & Peake, 1990). Такая трактовка вполне ожидаема, учитывая, что отправной точкой данного исследования была фрейдистская психодинамическая позиция, которая противопоставляла горячие животные влечения холодным рациональным процессам.

Представление силы воли как долгосрочного планирования в сравнении с анималистическими желаниями приводит к сомнительному выводу, что отсрочка удовлетворения - это не то, на что способны другие животные, если у других животных отсутствуют эволюционно более новые нейронные структуры, необходимые для рационального долгосрочного планирования. Хотя некоторые аспекты силы воли могут быть уникальными для человека, такая постановка вопроса упускает связь между силой воли у людей и принятием решений у нечеловеческих животных. Все животные принимают решения между действиями, которые предполагают компромисс между альтернативными затратами. Таким образом, вопрос о силе воли заключается не в том, "Почему люди ведут себя иногда как гедонистические животные, а иногда как рациональные люди?", а в том, "Каковы общие принципы, по которым животные принимают решения о возможных издержках?". (Gintis, 2007; Kurzban, Duckworth, Kable, & Myers, 2013; Monterosso & Luo, 2010).

В эволюционной биологии и психологии теория истории жизни описывает широкие принципы того, как все организмы принимают решения о компромиссах, которые соответствуют репродуктивному успеху как единственной движущей силе эволюционных изменений (Daly & Wilson, 2005; Draper & Harpending, 1982). Этот подход задается вопросом о том, как повторяющиеся вызовы адаптивно формируют решения, относительно компромиссов между возможностями. Например, в надежной среде ожидание, чтобы съесть вторую зефирку, скорее всего, будет выгодным. Однако в условиях неопределенности вознаграждения, например, когда экспериментаторы ненадежны, съесть одну зефирку сразу может быть выгодно (Kidd, Palmeri, & Aslin, 2013). Таким образом, импульсивность можно понимать как адаптивный ответ на непредвиденные обстоятельства, присутствующие в нестабильной среде, а не как моральный провал, в котором животные побуждения берут верх над человеческой рациональностью.

Исследования, мотивированные таким более точным пониманием эволюции мозга, были интегративными, объединяя исследования силы воли, торможения, дисконтирования будущего и отсрочки удовлетворения с эволюционными и развивающими подходами (Fawcett, McNamara, & Houston, 2012; McGuire & Kable, 2013). Кроме того, оно было генеративным, задавая вопросы, которые не имели бы смысла с точки зрения двухпроцессного подхода к человеческой силе воли, например, может ли отсутствие торможения, возникающее в результате воздействия неблагоприятной среды, быть лишь одним из компонентов набора когнитивных адаптаций, предназначенных для успешной навигации в этой среде (Frankenhuis & de Weerth, 2013).

Конечно, вопрос о когнитивном или поведенческом репертуаре конкретного вида может дать важные сведения как об эволюционной истории, так и о природе современного фенотипа вида (например, Tomasello, 2009; Tooby & Cosmides, 2005). В конце концов, человек, как и любое другое животное, столкнулся с уникальными вызовами окружающей среды, которые определили его эволюционную траекторию. Но вера в то, что люди обладают уникальными нейронными структурами, связанными с определенными когнитивными функциями, может направить исследователей по ложному пути и затормозить связи с другими областями.

Заключение

Возможно, ошибочные представления об эволюции мозга сохраняются потому, что они соответствуют человеческому опыту: Мы действительно иногда испытываем переполняющие нас неконтролируемые эмоции и даже используем анималистические термины для описания этих состояний. Эти идеи также согласуются с такими традиционными взглядами на природу человека, как рациональность, борющаяся с эмоциями, трехчастная платоновская душа, фрейдистская психодинамика и религиозные подходы к человечеству. Это также простые идеи, которые можно свести к одному абзацу в вводном учебнике как указание на биологические корни человеческого поведения. Тем не менее, они не имеют никакого основания в нашем понимании нейробиологии или эволюции и должны быть отвергнуты учеными-психологами.

Рекомендуемая литература по теме:

Gawronski, B., & Cesario, J. (2013). Of mice and men: What animal research can tell us about context effects on automatic responses in humans. (Что исследования на животных могут рассказать нам о влиянии контекста на автоматические реакции у людей)

Personality and Social Psychology Review, 17, 187–215. A comprehensive review comparing nonhuman- and human-animal models of behavior and automatic responses. (Всесторонний обзор, сравнивающий модели поведения и автоматических реакций у нечеловеческих и человеческих животных.)

Hodos, W., & Campbell, C. B. G. (1969). (See References). A classic work illustrating how beliefs about hierarchy across animal species inhibits scientific progress.
(Классическая работа, иллюстрирующая, как убеждения об иерархии между видами животных тормозят научный прогресс.)

Kaas, J. H. (2013). The evolution of brains from early mammals to humans. Wiley Interdisciplinary Reviews: Cognitive Science, 4, 33–45. A review of principles of basic mammalian brain evolution by a leader in the field.
(Обзор принципов базовой эволюции мозга млекопитающих от одного из лидеров в этой области.)

Krubitzer, L. A., & Seelke, A. M. (2012). Cortical evolution in mammals: The bane and beauty of phenotypic variability. (Эволюция коры головного мозга млекопитающих: Бич и красота фенотипической изменчивости.) 

Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 109(Suppl. 1), 10647–10654. A good discussion of withinand between-species variability in cortical evolution. (Хорошее обсуждение внутривидовой и межвидовой изменчивости в эволюции коры головного мозга.)

Reiner, A. (1990). (See References). A clear and thoughtful criticism of MacLean’s 1990 book on the triune brain. (Четкая и продуманная критика книги Маклина 1990 года о триедином мозге.)

Оригинал статьи — journals.sagepub.com/doi/10.1177/0963721420917687

Перевод — SURREAL ࿂