Kognitiva paparazzi

Det finns en säregen skönhet och magi i dessa nya metoder att avbilda hjärnan, i synnerhet de detaljskarpa MRI-bilderna och PET-kamerans färgkaskader. Med PET-tekniken framträder exempelvis en deprimerad hjärna i kyliga, inaktiva nyanser av mörkblått, mörkt lila och djupt grönt. När samma hjärna befinner sig i ett hypomant tillstånd lyser den emellertid likt en julgran, med klara fläckar av rött, gult och brandgult. Aldrig har vetenskapen i färg och form så fulländat lyckas fånga depressionens kalla inre död och manins vibrerande, flammande energi.”

Kay Redfield Jamison blev liksom många andra tagen av att för första gången få se en hjärna på bild. Hon är psykologiprofessor vid Johns Hopkins University i Baltimore, USA, författare till flera kursböcker om manodepressivitet och lider själv av sjukdomen.

”Det är ju en sak att rent intellektuellt förstå att sjukdomen finns i din hjärna, något helt annat att faktiskt se den på bild”, skriver hon i en bok.

Hur beteende, tankar, känslor och medvetande uppstår ur de elektriska och kemiska signalerna bland den mänskliga hjärnans miljarder nervceller är fortfarande ett mysterium. Detta trots att de moderna avbildningsteknikerna i allt högre grad ägnar sig åt att studera tankeprocesser och människans känsloliv, förutom att det finns en hel del kliniska studier av hjärnor som drabbats av sjukdom.

Förförisk kraft

Det finns något lockande i att se en levande hjärna på bild – det kan ge tröst att kunna skilja den sjuka hjärnan från sin egen person och att få en känsla av att ha förstått vad det handlar om.

En bild säger mer än tusen ord. Likväl kan den leda tankarna fel.

– Hjärnbildernas förföriska kraft speglar en illusion av att vi har nått en djupare förståelse av fenomenet än vad vi faktiskt har gjort, säger Frank Keil, psykologiprofessor vid Yale University i New Haven, Connecticut.

Frank Keil undrar vad man egentligen har fått ut av exempelvis en hjärnstudie som på bild visar att demokrater får förhöjd hjärnaktivitet när de ser på republikanernas valaffischer jämfört med när de ser på sina egna. Det enda är att man får en fysiologisk bekräftelse av något som man kan gissa sig till själv.

Men bilderna bär med sig mer än så. Med budskapet om att alla beteenden kan förklaras med hjärnans aktivitet följer biologisk determinism – ”det är inte jag, det är min hjärna, det är något som jag inte kan rå över”. Och detta är ett farligt tänkande, tycker psykologen Elizabeth Phelps. Hon har råkat ut för att hennes hjärnbilder har vandrat långt utanför laboratoriets väggar på New York University. Med hjälp av så kallade funktionella magnetresonansbilder (fMRI) har hon visat hur rasistiskt tänkande kan kopplas till förhöjd aktivitet i amygdala, ett säte för känslor i hjärnan.

– Det är ingenting som vi inte redan visste sedan tidigare. Men genom att ha fått fram det på hjärnbilderna fick dessa tankar en spridning som var direkt skadlig. En journalist bestämde sig för att använda vår forskning för att förklara vad som låg bakom när en vit polis sköt mot en svart man på ett hustak i New York. Artikeln publicerades i tidskriften Village Voice, trots mina upprepade försök att förklara att vår forskning inte på minsta sätt kan leda till så långtgående slutsatser.

Värdelösa utan sammanhang

Skyll på ”kognitiva paparazzi”. Uttrycket har myntats av Susan Fitzpatrick vid amerikanska James S. McDonnell Foundation, som finansierar neurovetenskaplig forskning. Hon drar alltså en parallell till paparazzibilder – smygtagna fotografier av kändisar – som också kan misstolkas grovt, eftersom de oftast visas tagna helt ur sitt sammanhang.

– Vi bombarderas dagligen med färggranna bilder som visar hjärnan i arbete – den tänker, lär sig, känner, drömmer, säger Susan Fitzpatrick. Och medan de nya verktygen att studera hjärnan faktiskt har revolutionerat våra möjligheter att studera tänkande, ger de populära versionerna mycket förenklade och ofta missvisande föreställningar om vad bilderna verkligen säger om våra hjärnor och oss själva.

– Vad som saknas, påpekar hon, är det sammanhang i vilket bilderna skapades: tekniken bakom, analysen av resultaten, frågorna man sökte besvara, vad färgskalan föreställer.

Fast forskarna kan också själva drabbas av yran kring den nya tekniken och låta sig förföras av bilderna. Eller som Louis Sokoloff, en av skaparna bakom den nya bildtekniken, uttryckte det när han på en plenarföreläsning vid 1991 års möte för amerikanska Society for Neuroscience varnade sina kolleger: ”Vi behöver denna hajp för att få våra forskningsanslag. Men försök att hålla den borta från våra resultat!”

Det är tre decennier sedan en bredare publik fick se de första bilderna på en levande hjärna. Och hjärnbilderna är långt mer suggestiva än vad högar med siffror och diagram skulle vara. Fast det är precis vad bilderna i grunden är – mätdata omvandlade till en bild.

Mäter blodflödet

Varken PET, MRI eller fMRI avbildar hjärnans aktivitet direkt – alla avbildningstekniker mäter i stället förändringar i syresättningen i blodet i hjärnan. Tanken är att flödet av det syresatta blodet ökar när hjärnan utför en viss uppgift: när människan rör sig, talar, tänker på sin käraste eller ljuger. När denna förhöjda aktivitet jämförs med icke-aktivitet, den så kallade baslinjen, dyker det upp områden i hjärnan som betraktas som neurala motsvarigheter till tänkande, rörelser, emotioner.

– Vår förståelse av det mentala bygger på att när vi tänker tänds områden i hjärnan. Man vill lokalisera och se dessa aktiva områden. Det innebär att de numeriska modellerna och hela signalbehandlingen handlar om att få fram tydliga fläckar, säger Isabelle Dussauge, doktorand i teknikhistoria vid Kungliga Tekniska högskolan i Stockholm som intresserat sig för hjärnavbildningsteknikerna. Men själva idén att våra tankeprocesser är lokaliserade till vissa identifierbara ställen i hjärnan ifrågasätts egentligen inte så mycket inom den kognitiva neurovetenskapen.

Håller forskarna måhända på med en modern variant av frenologin, 1800-talsläran om att knölar på skallen kan säga något om personens mentala förmåga?

– Frenologin utgick ifrån att man skulle kunna förklara mentala funktioner från hjärnans utsida och det höll ju inte. Därför blev den bara en vidskepelse, säger Martin Ingvar, professor i neurofysiologi vid Karolinska institutet i Solna och ledare för dess MR-centrum som bildades 1993.

– Det som är likt är att vi i dag har idén att vi genom att lokalisera aktiviteter i hjärnan får reda på hur den fungerar, säger han.

Som en karta

William Newsome, hjärnforskare vid Stanford University i Kalifornien, vill se nutida avbildningar av hjärnan som försök att rita en hjärnkarta:

– Våra nuvarande kunskaper kan jämföras med den bild man får när man tittar ut från ett flygplansfönster och ser stora städer som London, Paris eller Stockholm lysa i natten. Men städerna består egentligen av mindre grannskap och kvarter, kommunikationsmedel och människor som bor och verkar där. Vi kan inte från flygplanet säga något om det dynamiska samhället på marken, ingenting om det intrikata nät av öden och liv som utspelar sig där nere. Men om man aldrig har sett en stad uppifrån, så är det säkert ett viktigt steg i förståelsen av vad en stad är.

Peter Fransson, med.dr och forskare vid Karolinskas MR-centrum, påpekar att man numera inte bara ritar en karta:

– Vi försöker gå längre än att enbart få fram en statisk bild av hjärnan. Vi jobbar även med att ta reda på hur olika regioner i hjärnan växelverkar för att lösa en viss uppgift, hur de påverkar varandra.

William Newsome efterlyser ännu mer tyngdpunkt på frågan varför, i stället för på var i studierna av hjärnan.

– Att bara se aktiverade regioner i hjärnan förklarar inte mycket om hur beteendet uppstår ur hjärnfunktionen, hur informationen flyter in i och ut från detta område, vart den tar vägen och hur den påverkar beteendet, säger han. Dessa är kritiska frågor för att förstå funktionerna i hjärnan, och tekniken ger inga svar.

Många fallgropar

Tekniken själv har också sina begränsningar, och beräkningarna innebär många fallgropar. Blodkanalerna i hjärnan är olika stora, det finns hålrum som förvränger magnetfältet, försökspersoner rör på sig. Spridningen mellan individerna är stor. Forskarna finner inte bara olika form på hjärnan, utan också naturliga variationer i ämnesomsättningen hos olika personer. Och mätningarna är känsliga för allehanda avvikelser.

– En och samma person kan till och med ge olika resultat olika dagar, berättar Peter Fransson. Utfallet beror på en mängd olika faktorer, exempelvis hur motiverad man är när man gör uppgiften, om man är trött, koncentrerad, har tagit mediciner eller druckit en kopp kaffe.

Alla hjärnor är olika, och de måste därför normaliseras till en referenshjärna. Men det finns flera olika referenser. Till exempel används en så kallad Talairachatlas konstruerad från en hjärna hos en fransyska som dog drygt sextio år gammal kort efter att hennes hjärna hade avbildats med en magnetkamera. Denna atlas försöker man nu gå ifrån genom att skapa en ny referenshjärna byggd på matematiska beräkningar som tar hänsyn till att det finns osäkerheter i alla hjärnstrukturer, naturliga variationer mellan individer.

– Hjärnans respons kan variera mycket mellan olika personer, och det vi hoppas finna är att den genomsnittliga skillnaden mellan responsen och referenshjärnan är större än noll, säger Peter Fransson. Men en hjärna är alltid mer eller mindre aktiv. Det betyder att bilderna innehåller brus och att variationerna mellan respons och baslinje hos en undersökt grupp som högst ligger på några få procent. Variationerna på individnivå är ännu mindre, de kan vara bråkdelar av en procent.

Då vi ofta är intresserade av vilka generella principer som hjärnan arbetar efter, så är de bilder som presenteras i många fall resultatet av hur hjärnaktiviteten har sett ut i medeltal hos en grupp av individer. Det går även att se hur hjärnaktiviteten ser ut hos enskilda individer, men här måste aktiveringskartorna tolkas med försiktighet och med kunskap om de begränsningar som tekniken har.

Mycket beräkningsarbete bakom

Alla hjärnbilder är konstruerade. De är filtrerade genom en rad antaganden från själva stunden när experimentet sätts upp till bearbetning av de uppmätta signalerna. För att samla ihop och statistiskt behandla alla mätdata krävs många och komplexa datorberäkningar. Olika forskargrupper behandlar sina data olika, så det är inte alltid möjligt för en grupp att återskapa vad andra forskare har gjort, även om det numera finns en vilja att standardisera. Möjligen är detta inget problem för dem som ska granska bilderna, för de kan gå direkt till rådata, bedöma metoderna och analysera urvalet.

– Det som är intressant med bilderna är att mätdata måste behandlas med avancerade beräkningsmodeller för att kunna tolkas, berättar Isabelle Dussauge. Det ger bilderna en speciell attraktionskraft och status, eftersom man vet att det ligger så mycket människor, kompetens, forskning, teknologi och beräkningskapacitet bakom dem.

Visuella konstruktioner

Följden kan bli att man frestas tro att de bilder som kommer ut ur apparaterna bär på ett oberoende sanningsvärde, att man uppfattar dem som verklighetstrogna avbildningar av människans hjärna.

– Kännetecknande för alla typer av vetenskapliga bilder som har producerats genom historien är att de är en form av visuella konstruktioner, att det alltid är ett slags bearbetning och tolkning av verkligheten som framträder i dem, säger Solveig Jülich, vetenskapshistoriker och universitetslektor vid programmet Kultur, samhälle och mediegestaltning vid Linköpings universitet. I dag är folk mer uppmärksamma när det gäller vanliga nyhetsbilder, och tidningsläsare och tv-tittare reflekterar över att fotografier kan förändras och manipuleras. Kanske borde de vara mer skeptiska även när det gäller vetenskapens bilder och inte låta sig förledas av tillit till experter – att tro att vetenskapen på något invändningsfritt sätt skulle kunna producera sanna och objektiva bilder som inte finns någon annanstans i vår kultur.

Människor har alltid fascinerats av nya tekniker, och kanske speciellt de visuella teknikerna.

– Man talar ibland om det ”teknologiskt imaginära”, där teknologin fungerar som något vi kan projicera våra föreställningar och våra fantasier på, berättar Solveig Jülich. Historiskt sett har det ofta handlat om överdrivet optimistiska förväntningar på att nya medier ska ge oss snar insikt i komplexa förlopp i människans kropp. Lika återkommande är pessimistiska föreställningar om vilka följder som nya tekniker kan få för människor och samhälle.

Förenkla lagen

När amatörfotografin slog igenom på 1890-talet var man rädd att det skulle leda till intrång i den personliga integriteten, att amatörfotografer skulle ligga bakom varenda buske med en kamera i handen och ta bilder. Likadant var det med röntgentekniken runt 1900. De samtida karikatyrerna handlar om att man skulle kunna titta igenom grannens vägg och se vad som försiggick där, eller se in i någons hjärna och kunna läsa en persons tankar. Och mycket riktigt: när PET-bilderna blev populära på 1990-talet – exempelvis bilder som påstods visa hur det ser ut när vi tänker, att män och kvinnor tänker olika – laddades bilderna med en mängd olika betydelser.

Enligt Martin Ingvar, som ofta syns och hörs i medierna, är problemet att inte få tillräckligt med utrymme för att förklara den komplicerade laboratoriesituationen med alla dess hypoteser och begränsningar. Bilderna i sig säger inte mycket, menar han.

– Det är självklart att bilderna besvarar våra frågor och hypoteser på den nivå som tekniken tillåter. Vi kan utforska hur olika delar av hjärnan samspelar, till exempel när vi studerar en enkel fobi, och vi kan se om mätdata stöder vår teori om den neurala grunden till fobin. Men självklart kan jag inte peka på bilden och säga att här syns en fobi. Däremot har våra resultat en stor publik attraktionskraft. Då, som Einstein brukade säga, ska man förenkla så mycket som möjligt men inte för mycket.

Inget foto

Det finns alltså hos forskarna en självklar medvetenhet om att bilderna är ett slags visualisering av mätvärden, att det inte är människors tankar och känslor i sig som vi ser. Problemet är att när bilderna presenteras för en större publik försvinner ofta den inbyggda komplexiteten och osäkerheten. Man väljer gärna de mest extrema exemplen, och man kodar mätvärdena i starka färger så att skillnaderna tydligt syns.

– Hjärnan själv är ganska ful, en trist gröt i stort sett. Hjärnbilderna är däremot vackra, så det är klart att vi väljer dem framför en grå och slabbig massa, säger Susanna Radovic, teoretisk filosof vid Göteborgs universitet.

– Det finns ett mönster i det sätt på vilket hjärnbilder förmedlas till olika publik: bilderna framstår som sannare, ju längre bort de kommer från laboratoriet, säger Solveig Jülich. Det handlar om expertproducerade bilder som, i likhet med exempelvis röntgenbilder, kräver experttolkning. När bilderna däremot presenteras i andra sammanhang omtalas de gärna i fotografiska termer – de liknas vid snapshots av hjärnan, och man talar ju om pet- eller magnetkameror.

Å ena sidan är detta ett sätt att göra det nya mer familjärt för en större publik, och då är det naturligt att man använder kända metaforer. Å andra sidan är det inte helt oskyldigt att presentera bilderna som fotografier, eftersom det för med sig associationer till fotorealistisk objektivitet, som i sin tur kan göra att bilderna får en sanningsstatus som kan vara problematisk. Och om de till slut får representera en viss individ och en sanning om den individen, då kan bilderna rentav bli farliga.

Sanningen om människan

– Även bland forskare hittar vi kognitiva paparazzi som kan ha svårt att handskas med komplexiteten hos hjärnbilderna, säger Susan Fitzpatrick. För det är väl självklart att beteendet är förankrat i hjärnan, var skulle det annars finnas? Och att en dyslektikers hjärna skiljer sig från en van läsares, det är klart, de gör ju olika saker. Det är som om hjärnbilderna skulle komma med en sanning som beteendet självt inte kan avslöja.

De forskare som skapar och tolkar bilder av hjärnan har skilda uppfattningar om valet av frågeställningar, om vad de olika avbildningsteknikerna kan åstadkomma och om vad bilderna egentligen visar. Det finns inte heller något facit på dessa frågor.

– Det enda som kommer fram när bilden landar på ett tidningsomslag är att den föreställer kärlek, minne, sorg, lycka, moral eller några särskilda beteenden, säger Susan Fitzpatrick. Jag förstår inte ens vad som menas, för de här begreppen är så komplexa och kulturbundna att jag inte kan begripa vad det är som hjärnan faktiskt gör och hur bilden visar detta.

Filosofen Fredrik Svenaeus, universitetslektor vid Linköpings universitet, försöker reda ut begreppen:

– Vad man gör är att man tar fram en bild av det tillstånd som personen befinner sig i när hon erfar känslan. Men det betyder inte att man har tagit en bild av känslan, utan vad man har gjort är att ha avbildat den neurala underbyggnaden av känslan. Om du tar ett fotografi av mig när jag spelar en pianosonat av Beethoven har du ju inte fotograferat sonaten!

Så blandas idéerna ihop, menar Fredrik Svenaeus: om man tar en bild på hjärnan hos en schizofren person så har man inte avbildat schizofreni, utan snarare vissa former av förändringar i hjärnan som kan vara kopplade till sjukdomen. Det kan vara nog så viktigt, men schizofreni är fortfarande något som människor får, inte hjärnor.

– Vad man försöker åstadkomma är en biologisk tolkning av själsliga processer, att förstå våra tankeprocesser i biologiska termer, säger Isabelle Dussauge. Så frågorna är inte nya, men modellerna är det. Det intressanta med de nya teknikerna är att de omformar vår uppfattning om vad en människa är.