Видимый. Усредненный. Красивый. Конструирование «правильного» мозга в науке

(1) Концепция (2) Мозг видимый. Анатомические атласы прошлого (3) Мозг усредненный. Технологии стандартизации (4) Мозг красивый. Эстетика как аргумент (5) Заключение

Тема настоящего визуального исследования — процессы стандартизации репрезентаций мозга в условиях современной нейрокультуры. Сегодня мозг перестал быть исключительно биологическим объектом, превратившись в ключевой медиум, через который человек осмысляет свою идентичность. Эта идеология церебральности (cerebrality), или концепция церебрального субъекта (brainhood), предложенная исследователем Фернандо Видалем (Fernando Vidal), постулирует простое уравнение: человек есть его мозг. Однако тот орган, который мы регулярно наблюдаем на страницах научных журналов или в галереях, не является прямой фотографией реальности. Это результат долгой исторической эволюции, сложных алгоритмических пайплайнов (pipelines) и осознанных пикториальных интервенций (pictorial interventions). Актуальность работы обусловлена необходимостью деконструировать этот образ и проследить механизмы того, как сухие массивы технических данных приобретают статус объективной истины через эстетику.

Методология исследования опирается на оптику медиаисследований (media studies) и философии репрезентации. В качестве фундаментального теоретического инструментария используется подход Нельсона Гудмана (Nelson Goodman), разделившего понятия репрезентации, физического сходства и информативности. Именно этот подход позволяет рассматривать нейроизображение как информационную модель, а не слепок реальности. Материалом для исследования послужил широкий спектр визуальных источников: от исторических гравюр Андреаса Везалия (Andreas Vesalius, 1514-1564) и Кристофера Рена (Christopher Wren, 1632 г-1723) до современных координатных пространств Талайраха и MNI (Montreal Neurological Institute). Особое внимание уделено междисциплинарным арт-проектам и работам с международных конкурсов научной визуализации, таких как NeuroArt Image Contest и BRAIN Initiative.

Архитектура исследования подчинена хронологической и концептуальной логике и состоит из трех глав. Первая глава — «Мозг видимый» — обращается к анатомическим атласам прошлого, фиксируя момент зарождения идеи изобразительной точности (pictorial accuracy) и первичной визуальной нормализации органа. Вторая глава — «Мозг усредненный» — сфокусирована на технологиях стандартизации XX–XXI веков. Она раскрывает внутреннюю механику систем координат и показывает, как индивидуальная биология вычитается ради создания математически безупречного шаблона. Завершающая третья глава — «Мозг красивый» — исследует современный этап. В ней анализируется, как усредненные холодные данные обретают поэтические метафоры, порождают иллюзию минимальной дистанции (illusion of minimal distance) и окончательно интегрируются в массовую культуру усилиями художников и нейробиологов.

Стремление стандартизировать человеческий мозг и загнать его подвижную биологическую реальность в рамки визуального канона возникло задолго до появления МРТ и суперкомпьютеров. Современные цифровые шаблоны уходят корнями в многовековую историю анатомических атласов.

Андреас Везалий родился в Брюсселе в семье аптекаря и придворного Карла V. Защитил докторат в Падуе в декабре 1537 года с высшей степенью отличия и уже на следующий день начал читать лекции по хирургии и анатомии. В 1543 году завершил «De humani corporis fabrica libri septem» в возрасте двадцати восьми лет. Семь книг охватывали все тело. Последняя, седьмая, была посвящена мозгу и органам чувств. Это сочинение принято называть началом современной анатомии и началом анатомии как зрелища. Историк Лайн Энтральго характеризовал Везалия так: «Он показал, что знает анатомию больше своих предшественников и понимал ее» .

Везалий проводил вскрытия сам, без ассистентов, читая лекции одновременно с препарированием. В аудитории бывало до пятисот наблюдателей — студенты, профессора, городские чиновники. Это был перформанс, рассчитанный на публику, и изображения в «Фабрике» создавались с учетом этого публичного измерения. Для иллюстрации только главы о мозге Везалию понадобилось шесть трупов — все мужчины и, что примечательно, с сохраненными усами — установка на реализм. Мозг он не извлекал из черепной полости, работая с органом in сitu, делая серию поперечных разрезов сверху вниз. Этот метод был унаследован от Мондино де Луцци и до XVIII века оставался стандартным. Верхние срезы были проработаны детально, нижние — значительно хуже, поскольку материал быстро разлагался в процессе работы.

Иллюстратором книги, по всей видимости, был Ян ван Калькар (Jan van Calcar, ок. 1499–1546) — немецкий живописец, ученик Тициана в Венеции. Художник работал в тяжелых условиях: запах разложения, постоянная спешка, вскрытия при большом скоплении людей. Предположительно, он делал быстрые наброски у препарационного стола, а финальные иллюстрации дорабатывал позже в мастерской. По аналогии с другими анатомическими иллюстраторами той эпохи, можно предположить, что только на одно финальное изображение уходило несколько десятков предварительных набросков. Известно, например, что у Дюрера уходило до 88 предварительных набросков на одну финальную иллюстрацию — это указывает на масштаб художественного труда, стоящего за научным изображением.

У «Фабрики» была более краткая и упрощенная версия для студентов — «Эпитом» («Epitome»). Именно «Эпитом» по характеристике функционировал как современный атлас — то есть уже в XVI веке атлас понимался не просто как иллюстрация, а как инструмент ориентации и навигации по телу (Nowinski, 2021).

Как ни странно, раздел о мозге считался самым слабым в «Фабрике» в глазах последующих историков. Так, в книге нет ни одного достаточно ясного концептуального изображения Виллизиева круга именно потому, что реальные образцы «неизбежно страдают от вариаций природных асимметрий и индивидуальных различий». Простая диаграмма была бы точнее, но выглядела бы менее «научно», или «правильно». Это противоречие, обнаруженное уже у Везалия, не разрешено и в цифровых атласах. Однако именно эти иллюстрации в труде Везалия вошли в историю как первые визуально убедительные изображения мозга.

Сто лет спустя Томас Уиллис (Thomas Willis, 1621–1675) создал первый атлас, целиком посвященный мозгу. «Cerebri Anatome» вышел в 1664 году — и сразу стал точкой отсчета для последующих поколений нейроанатомов. Уиллис начал вскрытия человеческого мозга осенью 1660 года в комнатах Крайст-Черч в Оксфорде. Ему помогала небольшая команда: Ричард Лоуэр (Richard Lower), Томас Миллингтон (Thomas Millington), Эдмунд Кинг (Edmund King). Они обеспечивали препарирование и фиксацию материала. Уиллис сам не умел рисовать. Для иллюстраций он пригласил Кристофера Рена — будущего архитектора собора Святого Павла, на тот момент молодого ученого. В предисловии к «Cerebri Anatome» Уиллис написал:

Точнее — в смысле убедительнее. Рен смотрел на мозг глазом архитектора, привыкшего к построению точных, масштабированных, пространственно выверенных чертежей. Его иллюстрации исследователи описывают как выполненные почти в манере архитектурного рисунка. Визуальный канон «правильного» мозга XVII века был создан архитектором, а не анатомом.

Иллюстрации Рена несут в себе и след технологических ограничений: темный цвет полушарий на рисунках объясняется тем, что мозг фиксировался снаружи в смеси крепкого вина с уксусом — внутренние области оставались незатронутыми фиксативом и деформировались. Рен, по всей видимости, рисовал с уже зафиксированного препарата, а не в момент вскрытия.

Исследователи Скатлифф и Джонстон называют иллюстрации Везалия и Уиллиса «первыми в анатомической истории, обладающими изобразительной точностью» (pictorial accuracy). Именно через это понятие становится виден механизм канонизации: точность определяется как способность убедительно выглядеть, а не как соответствие реальному объекту. «Cerebri Anatome» не был превзойден вплоть до XIX века.

XVIII и XIX века — эпоха методологического сдвига. Мозг перестает быть исключительно объектом вскрытия и начинает превращаться в объект системного описания. Этому способствовало несколько факторов: развитие химических фиксаторов (спирт начал применяться как фиксирующая жидкость уже в XVIII веке, формальдегид был открыт в 1859 году), совершенствование микроскопии и появление цветной литографии, позволявшей передавать тонкие анатомические различия с новым уровнем детализации.

В 1858 году вышел первый том «Анатомии» Генри Грея (Henry Gray, «Gray's Anatomy») с иллюстрациями Генри Картера (Henry Carter). Этот атлас не был посвящен исключительно мозгу, однако стал образцом нового подхода к анатомической иллюстрации: четкие, схематически организованные, максимально читаемые рисунки с функциональными цветовыми диаграммами и радиограммами. Иллюстрации Картера живы до сих пор — они появляются в 40-м издании «Анатомии Грея», вышедшем уже в XXI веке. Это красноречивое свидетельство того, как визуальный канон, однажды установленный, воспроизводится десятилетиями практически без изменений.

В то же время именно в XIX веке анатомия мозга впервые становится полем системной стандартизации. Франц Йозеф Галль (Franz Joseph Gall) и его концепция френологии (phrenology , одна из первых псевдонаук), при всей ее последующей научной дискредитации, были попыткой создать универсальную карту мозга как карту личности. Поверхность черепа превращалась в читаемый текст, и специфические выпуклости соответствовали конкретным психическим способностям. Это был, пожалуй, первый случай, когда визуальный стандарт мозга приобрел явное социальное и нормативное измерение: мозг начал «говорить» о человеке, а норма и отклонение получили изображение.

В первые три десятилетия XX века сформировалась традиция кортикальных карт — ручных постмортальных изображений коры мозга, основанных на цитоархитектонике (cytoarchitectonics, буквально — строение коры на клеточном уровне) или миелоархитектонике (myeloarchitectonics — строение на основе миелиновых волокон). Кэмпбелл (Campbell, 1905) насчитал 14 зон, Корбиниан Бродман (Korbinian Brodmann, 1909) — 44 зоны, Фон Эконому и Коскинас (Von Economo & Koskinas, 1925) — 54 зоны, Фогт и Фогт (Vogt & Vogt, 1919) — 185 зон. Каждый из них работал примерно одним методом и получал принципиально разные результаты.

Граница между одной зоной коры и другой определялась визуальным суждением исследователя, а не общим объективным критерием. Карта Бродмана, ставшая стандартной в нейронауке, представляла один конкретный мозг, прочитанный одним конкретным взглядом. Этот мозг стал картой нормы, не потому что она точнее остальных, а потому что она оказалась наиболее воспроизводимой и удобной для использования. Парцелляция Бродмана, начатая столетие назад, продолжается до сих пор — расширившись от двумерных рисунков одного мозга до трехмерных вероятностных карт, основанных на популяциях (на данных сотен или тысяч участников исследований).

В 1988 году французский нейрохирург Жан Талайрах (Jean Talairach) совместно с Пьером Турно (Pierre Tournoux) опубликовал «Co-Planar Stereotaxic Atlas of the Human Brain» — стереотаксический (stereotaxic, то есть пространственно-координатный) атлас человеческого мозга. Его система стала стандартной системой координат для публикации нейронаучных результатов по всему миру.

Ключевая идея Талайраха состояла в описании положения мозговых структур не в абсолютных миллиметрах, а в пропорциях относительно двух анатомических ориентиров: передней (AC) и задней (PC) комиссур. Трансформация, которую производит эта система, работает жестко. Мозг деформируется относительно восьми ориентирных точек с тринадцатью степенями свободы до тех пор, пока не совместится с шаблоном. Метод учитывает общий размер и ориентацию мозга, но нивелирует форму, толщину коры, расположение извилин и индивидуальные асимметрии. Мозг вписывается в математическую сетку координат и в этот самый момент перестает быть чьим-то конкретным органом.

Нейроизображение — не фотография. МРТ не производит изображений в том смысле, в котором их производила гравюра или литография. Сырые данные МРТ представляют собой массив чисел, отражающий магнитные свойства атомов водорода в тканях. Никакого изображения в этих числах нет — оно возникает как результат многошагового пайплайна обработки, на каждом этапе которого принимаются решения, влияющие на конечный вид мозга. В этом смысле нейроизображение является моделью, а не репрезентацией. Нельсон Гудман (Nelson Goodman) разграничивает три измерения изображения — репрезентацию, сходство и информативность — и показывает, что они логически независимы. Нейроизображение информативно, но его сходство с реальным мозгом — вопрос отдельный.

Пайплайн (pipeline) — последовательность обработки данных — включает шумоподавление и фильтрацию артефактов, выравнивание и коррекцию движений головы, сглаживание — усреднение сигналов по соседним вокселям (воксель, voxel, — трехмерный пиксель, единица объема в МРТ) — и статистический анализ. Уже на этих «технических» этапах исследователь принимает решения, напрямую определяющие визуальный результат. Но наиболее очевидно эстетическое измерение проявляется на следующем уровне — пикториальных интервенциях (pictorial interventions) исследователя.