Your Brain Is Not an Onion With a Tiny Reptile Inside
Аннотация
Широко распространенное заблуждение в большей части психологии заключается в том, что (а) по мере эволюции позвоночных животных “новые” структуры мозга добавлялись поверх существующих “старых” структур мозга, и (б) эти новые, более сложные структуры наделяли животных новыми и более сложными психологическими функциями, гибкостью поведения и языком. Это убеждение, хотя и широко распространено во вводных учебниках по психологии, уже давно дискредитировано среди нейробиологов и противоречит четкому и единодушному согласию по этим вопросам среди тех, кто изучает эволюцию нервной системы. Мы вводим психологов в курс этого вопроса, описывая более точную модель эволюции нервной системы, и приводим примеры того, как этот неточный взгляд мог препятствовать прогрессу в психологии. Мы призываем психологов отказаться от этого ошибочного взгляда на человеческий мозг.
Цель этой статьи – прояснить широко распространенное в психологической науке заблуждение относительно эволюции нервной системы. Многие психологи считают, что по мере появления новых видов позвоночных эволюционно более новые сложные структуры мозга были заложены поверх эволюционно более старых более простых структур; то есть более старое ядро, отвечающее за эмоции и инстинктивное поведение (“мозг рептилии”, состоящий из базальных ганглиев и лимбической системы), находится внутри более нового мозга, способного к языку, планированию действий и так далее. Важные особенности этой модели, часто называемой теорией триединого мозга, заключаются в том, что (а) новые компоненты буквально накладываются поверх старых компонентов по мере появления новых видов, и (б) эти новые структуры связаны со сложными психологическими функциями, которые мы оставляем за людьми или, если быть великодушными, за другими приматами и социальными млекопитающими (см. Фиг. 1a и 1b). Как заявил Пол Маклин (1964), создатель теории триединого мозга.,
человек, похоже, унаследовал по существу три мозга. Бережливая Натура, развивая свой образец, ничего не упустила. Самый старый из его мозгов в основном рептильный; второй унаследован от низших млекопитающих; а третий и новейший мозг является поздним развитием млекопитающих, которое достигает вершины у человека и наделяет его уникальной способностью к символическому языку. (стр. 96)
Это убеждение, хотя и широко распространенное и изложенное как факт в учебниках психологии, не имеет под собой никаких оснований в эволюционной биологии.
Наш опыт показывает, что многие читатели могут удивиться, узнав, что эти идеи уже давно дискредитированы среди людей, изучающих эволюцию нервной системы. Действительно, некоторые варианты приведенной выше истории можно увидеть во вводных обсуждениях психологии и некоторых подразделов дисциплины. Мы приводим несколько кратких примеров, иллюстрирующих, что не так с этой точкой зрения, и обсуждаем, как эти идеи могли повлиять на психологические исследования.
Рис. 1. Неправильные взгляды (a, b) и правильные взгляды (c, d) на эволюцию человека. Неверные взгляды основаны на убеждении, что у более ранних видов отсутствовали внешние, более поздние структуры мозга. Точно так же, как виды эволюционировали не линейно (а), не эволюционировали и нейронные структуры (б). Хотя психологи понимают, что точка зрения, показанная в (а), неверна, соответствующая нейронная точка зрения (б) по-прежнему широко поддерживается. Эволюционное древо (с) иллюстрирует правильное представление о том, что животные не линейно увеличиваются в сложности, а эволюционируют от общих предков. Соответствующий взгляд на эволюцию мозга (d) иллюстрирует, что все позвоночные обладают одними и теми же основными областями мозга, которые здесь разделены на передний, средний и задний мозг. Окраска произвольна, но иллюстрирует, что одни и те же области мозга эволюционируют по форме; крупные подразделения не добавлялись в ходе эволюции позвоночных.
В рамках психологии широкое понимание разума противопоставляет эмоциональные, животные побуждения, расположенные в старых анатомических структурах, рациональным, более сложным психологическим процессам, расположенным в новых анатомических структурах. В наиболее широко используемом вводном учебнике по психологии говорится, что
у примитивных животных, таких как акулы, не такой сложный мозг в первую очередь регулирует основные функции выживания . . . . У низших млекопитающих, таких как грызуны, более сложный мозг обеспечивает эмоции и большую память . . . . У продвинутых млекопитающих, таких как человек, мозг, который обрабатывает больше информации, также обеспечивает повышенную дальновидность . . . . Растущая сложность мозга обусловлена появлением новых систем мозга, построенных поверх старых, подобно тому, как ландшафт Земли покрывает старые системы. с новым. Копая глубже, обнаруживаешь ископаемые остатки прошлого. (Майерс и Деволл, 2018, стр. 68)
Чтобы исследовать масштаб проблемы, мы отобрали 20 вводных учебников по психологии, опубликованных в период с 2009 по 2017 год. Из 14, в которых упоминается эволюция мозга, 86% содержали по крайней мере одну неточность в соответствии с описанными выше строками. Иными словами, только 2 из текущих вводных учебников в этой области описывают эволюцию мозга таким образом, который отражает консенсус, разделяемый нейробиологами-сравнителями. (Подробнее см. https://osf.io/r6jw4 / .)
Примеры этой ошибочной точки зрения легко найти во всех подразделах психологии. В социальном познании это различие легло в основу двухпроцессорных моделей автоматизма, некоторые из которых противопоставляют быстрые и неконтролируемые процессы более медленным и контролируемым процессам. Например, Дейкстерхейс и Барг (2001), обсуждая свою модель прямой связи между восприятием и поведением, пишут, что
когда развиваются новые виды, это делается путем добавления новых частей мозга к существующим старым . . . . Другими словами, лягушка и рыба все еще находятся в нас. Преимущество, которым обладают люди, заключается в том, что мы также обладаем новыми системами торможения. (стр. 5)
Эта широко цитируемая идея заключается в том, что поведение многих животных жестко контролируется внешними стимулами, потому что их мозг состоит из более старых структур, способных только к рефлексивным реакциям, тогда как люди и другие “высшие” животные обладают более новыми системами, которые обеспечивают гибкость поведения благодаря дополнительным функциям, таким как контроль и торможение (Дейкстерхейс, Барг и Мидема, 2000).
Примеры модели эволюции мозга Маклина появляются в других областях, включая модели личности (Эпштейн, 1994), внимания (Мирски и Дункан, 2002), психопатологии (Кори и Гарднер, 2002), рыночной экономики (Кори, 2002) и морали (Нарваез, 2008). Неакадемических примеров слишком много, чтобы рассматривать их полностью. Широко упоминается идея о более старом животном мозге, погребенном глубоко под нашим новым, более цивилизованным внешним слоем. Книга Карла Сагана (1978), Получившая Пулитцеровскую премию, “Драконы Эдема”, и книга Стивена Джонсона (2005) “ Разум широко открыт” были популярными книгами, в которых широко использовалась эта идея, и книга Саган сыграла большую роль в доведении этих идей до неакадемической аудитории.
Что не так?
Приведенные выше примеры иллюстрируют несколько неправильных представлений об эволюции нервной системы. Первая проблема заключается в том, что эти идеи отражают взгляд scala naturae на эволюцию, согласно которому животные могут быть расположены линейно от “простых” до самых “сложных” организмов (рис. 1а). Эта точка зрения нереалистична , поскольку нейронная и анатомическая сложность неоднократно эволюционировала во многих независимых линиях (Oakley & Rivera, 2008). Эта точка зрения также подразумевает, что эволюционная история представляет собой линейную прогрессию, в ходе которой один организм становился другим, а затем еще одним. Это не тот случай, когда животные, такие как грызуны, с “менее сложным” мозгом эволюционировали в другой вид с немного более сложным мозгом (т. Е. Со Структурами, добавленными к мозгу грызунов), и так далее, до появления людей, у которых мозг пока самый сложный. Это недопонимание и вытекающие из него теоретические проблемы обсуждались в сравнительной психологии с 1960-х годов (Ходос и Кэмпбелл, 1969; Леду, 2012).1
Вместо этого правильный взгляд на эволюцию заключается в том, что животные произошли от общих предков (рис. 1с). В рамках этих излучений сложные нервные системы и сложные когнитивные способности много раз развивались независимо. Например, головоногие моллюски, такие как осьминоги и каракатицы, обладают чрезвычайно сложной нервной системой и поведением (Mather & Kuba, 2013), и то же самое верно для некоторых насекомых и других членистоногих (Barron & Klein, 2016; Strausfeld, Hansen, Li, Gomez, & Ito, 1998). Даже у позвоночных, не относящихся к млекопитающим, сложность мозга независимо увеличилась в несколько раз, особенно у некоторых акул, костистых рыб и птиц (Стридтер, 1998).
Наряду с этим недоразумением возникает неверное убеждение, что добавление сложных нейронных структур позволяет повысить сложность поведения — что структурная сложность обеспечивает функциональную сложность. Идея о том, что увеличение размера мозга может быть приравнено к повышенной сложности поведения, весьма спорна (Читтка и Нивен, 2009). По крайней мере, нечеловеческие животные не реагируют жестко на данный стимул. Все поведение позвоночных генерируется сходными нейронными субстратами, которые интегрируют информацию для выработки поведения на основе эволюционировавших схем принятия решений (Берридж, 2003).
Последняя — и самая важная — проблема с этим ошибочным взглядом заключается в том, что анатомическая эволюция протекает тем же образом, что и геологические слои, с добавлением новых слоев поверх существующих. Вместо этого 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, уникальной для людей, приматов или млекопитающих; все позвоночные обладают структурами, эволюционно связанными с нашей корой (рис. 1d). Фактически, кора головного мозга могла возникнуть даже раньше позвоночных (Дугас-Форд, Роуэлл и Рэгсдейл, 2012; Томер, Денес, Тесмар-Райбл и Арендт, 2010). Исследователи , изучающие эволюцию мозга позвоночных, спорят о том, какие части переднего мозга соответствуют каким другим у позвоночных, но все исходят из предпосылки, что все позвоночные обладают одними и теми же основными областями мозга — передним мозгом.
Нейробиологи не обсуждают, являются ли какие-либо области коры эволюционно более новыми у одних млекопитающих, чем у других. Для ясности, даже префронтальная кора, область, связанная с разумом и планированием действий, не является уникальной структурой человека. 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 на протяжении эволюции по мере усложнения видов, просто неверно. Неправильное представление проистекает из работ Пола Маклина, который в 1940-х годах начал изучать область мозга, которую он назвал лимбической системой (MacLean, 1949). Позже Маклин предположил, что люди обладают триединым мозгом, состоящим из трех больших отделов, которые эволюционировали последовательно: самый старый, “рептильный комплекс”, контролирует основные функции, такие как движение и дыхание; затем лимбическая система контролирует эмоциональные реакции; и, наконец, кора головного мозга контролирует язык и мышление (Маклин, 1973). Идеи Маклина уже считались неверными к тому времени, когда он опубликовал свою книгу 1990 года (см. Райнер, 1990, критический анализ Маклина, 1990). Тем не менее, несмотря на несоответствие современным представлениям о нейробиологии позвоночных, идеи Маклина остаются популярными в психологии. (Анализ цитирования показывает, что нейробиологи цитируют эмпирические статьи Маклина, тогда как не нейропсихологи цитируют статьи Маклина о триедином мозге. Подробнее см. https://osf.io/r6jw4 /.)
Ну и что?
Имеет ли значение, что психологи неправильно понимают нейронную эволюцию? Один ответ на этот вопрос прост: мы ученые. Предполагается, что мы должны заботиться об истинном состоянии мира даже при отсутствии практических последствий. Если у психологов неправильное понимание эволюции нервной системы, у них должна быть мотивация исправить неправильное представление, 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 видоспецифичные объяснения, когда, возможно, более уместно распознавать межвидовые связи. Другими словами, называя определенные области мозга и функции особыми, исследователи рассматривают их как особые в своих исследованиях (см. Хиггинс, 2004).
Для иллюстрации рассмотрим теории двойного процесса, встречающиеся во многих областях психологии. В Ежегодном обзоре психологии статья Эванса (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), при этом система 1 предшествует системе 2 в эволюционном развитии. Это разделение психологических функций на эволюционно более старые животные побуждения и эволюционно более новое рациональное мышление иллюстрируется исследованиями силы воли, в которых исторически доминировала концепция, противопоставляющая “горячий”, немедленный и эмоциональный выбор “хладнокровному”, долгосрочному и рациональному выбору. Должен ли я есть мороженое, которое вкусно сейчас, или салат, который, я знаю, будет полезнее для меня в будущем? В классических исследованиях с использованием маршмеллоу отсрочка получения удовольствия от еды маршмеллоу рассматривается как хороший результат, указывающий на большую силу воли (Шода, Мишель и Пик, 1990). Такое обрамление ожидаемо, учитывая, что отправной точкой этого исследования была фрейдистская психодинамическая позиция, которая противопоставляла горячие животные побуждения холодным рациональным процессам.
Сравнение силы воли с долгосрочным планированием в противовес животным желаниям 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 определенные аспекты силы воли могут быть уникальными для людей, в этом описании упускается связь между силой воли у людей и принятием решений у нечеловеческих животных. Все животные принимают решения между действиями, которые предполагают компромиссы с альтернативными издержками. Таким образом, вопрос о силе воли заключается не в том, “Почему люди иногда действуют как гедонистические животные, а иногда как рациональные люди?” но вместо этого: “Каковы общие принципы, по которым животные принимают решения о альтернативных издержках?” (Гинтис, 2007; Курцбан, Дакворт, Кейбл и Майерс, 2013; Монтероссо и Ло, 2010).
В эволюционной биологии и психологии теория истории жизни описывает широкие принципы, касающиеся того, как все организмы принимают решения о компромиссах, которые согласуются с репродуктивным успехом как единственной движущей силой эволюционных изменений (Дейли и Уилсон, 2005; Дрейпер и Харпендинг, 1982). Этот подход показывает, как повторяющиеся проблемы адаптивно формируют решения относительно компромиссов между возможностями. Например, в надежных условиях ожидание, чтобы съесть второй зефир, вероятно, будет полезным. Однако в условиях, когда вознаграждение неопределенно, например, когда экспериментаторы ненадежны, употребление одного зефира сразу может быть полезным (Кидд, Палмери и Аслин, 2013). Таким образом, импульсивность можно понимать как адаптивную реакцию на непредвиденные обстоятельства, существующие в нестабильной среде, а не как моральный провал, при котором животные побуждения подавляют человеческую рациональность.
Исследования, мотивированные этим более точным пониманием эволюции мозга, носили интегративный характер, объединяя исследования силы воли, торможения, дисконтирования будущего и отсрочки удовлетворения с эволюционными подходами и подходами развития (Фосетт, Макнамара и Хьюстон, 2012; Макгуайр и Кейбл, 2013). Он также носил генеративный характер , задавая вопросы, которые не имели бы смысла с точки зрения двойного процесса оценки силы воли человека, например, может ли отсутствие торможения, возникающее в результате воздействия неблагоприятных условий, быть лишь одним из компонентов набора когнитивных адаптаций, предназначенных для обеспечения успешной навигации в этих условиях (Франкенхейс и де Вирт, 2013).
Конечно, расспросы о когнитивном или поведенческом репертуаре конкретного вида могут дать важную информацию как об истории эволюции, так и о природе текущего фенотипа вида (например, Томаселло, 2009; Туби и Космидес, 2005). В конце концов, люди, как и любое животное, сталкивались с уникальными экологическими проблемами, которые сформировали их эволюционную траекторию. Но вера в то, что люди обладают уникальными нейронными структурами, связанными с определенными когнитивными функциями, может направить исследователей на путь исследований, который является ошибочным и может препятствовать связям с другими областями.