Hjärnan funkar inte så

I never saw a purple cow

But if I were to see one

Would the probability ravens are black

Have a better chance to be one?

Jag fick för mig att fråga universalgeniet Twitter vilka invändningar folk har mot evolutionspsykologi, den kanske populäraste akademiska slagpåsen sedan universell grammatik. Några svarade kulturell bias, andra anförde bristande vetenskaplighet medans de mer diplomatiska svaren pekade på hur EP tenderar att övertolka sina resultat. Som vanligt tycker jag att Isobel uttryckte det bäst. 

Till min stora förtjusning svarade också Emma Frans rätt omgående på sin blogg vad hon tvärt om tycker är fördelen med EP.

Jag är benägen att tycka att alla dessa svar är ganska bra, men jag frågade förstås med en baktanke. Jag är varken psykolog eller evolutionsbiolog, så för att slippa ha fel om endera ämne försöker jag hålla mig till fysiologi. Kanske på grund av min bakgrund, eller kanske helt enkelt för att fysiologer är mycket bättre människor än alla andra, tycker jag också att de starkaste argumenten både för och emot evolutionspsykologi är fysiologiska. Eftersom frånvaron av fysiologiskt färgade svar bekräftade min självbild som unik akademisk snöflinga följer nu A-kursen i Evolutionspsykologi och hur den hade kunnat hänga ihop med verkligheten.

Den psykologiska definitionen av EP är att det är studiet av vilka psykologiska egenskaper som är adaptiva, det vill säga resultat av naturligt urval eller (orimligt ofta, om man nu ska vara sån) av sexuell selektion. Det är detta alla brukar gräla om, men jag kan som sagt ganska lite om psykologi eller evolution, så nu ska vi prata om moduler. EP kommer nämligen med en del väldigt bestämda påståenden om hur hjärnan måste vara organiserad för att antagandet att det finns adaptiva psykologiska drag att studera ska vara hållbart. Det centrala konceptet i denna bild av hjärnan är modularitet. Utöver att vara absolut nödvändig för att hålla ihop EP-bygget är det också en väldigt elegant lösning på flera av fältets svåraste problem och det följer en enkel fysiologisk princip, så för mig är modularitet antagligen det mest lockande argumentet för EP.

Idén med moduler är ungefär denna: Om psykologiska egenskaper selekterats fram genom evolutionen så finns det cellpopulationer i hjärnan som producerar dessa drag som uttrycker de gener som evolutionen verkat på. Dessa celler kan för all del även ha andra uppgifter, men det viktiga i sammanhanget är att de tillsammans bildar en modul för en funktion i hjärnan som evolutionen kan verka på. För att detta ska vara möjligt måste en modul uppfylla Jerry Fodors kriterier från 1983:

·         Moduler kan bara agera på vissa typer av input. De är domänspecifika.

·         Förmåga att agera på input från sin domän självständigt, s.k. informationsenkapsulering.

·         Input från korrekt domän ska alltid leda till ett output.

·         En modul av en viss storlek ska alltid behandla ett input i korrekt domän snabbare än ett system av liknande storlek som saknar ovanstående egenskaper.

·         Enkla, grunda output.

·         Begränsad tillgänglighet

·         Distinkt ontogenes, eller embryologiskt ursprung.

·         Bestämd neuronal arkitektur.

Vad dessa betyder och hur man ska tolka dem är kanske inte helt uppenbart, men jag ska förklara de som är av betydelse för den här texten. Av hävd eller bekvämlighet fokuserar evolutionspsykologer mycket på enkapsuleringen, vilket i deras fall innebär att en kognitiv process i en modul inte är tillgänglig utifrån. Som tur är så finns det ett lättare sätt att studera moduler, och det är att titta på dem direkt i centrala nervsystemet. Inom neurofysiologi har nämligen detta gjorts i decennier.

Här kommer vi till den första styrkan med EP: moduler, en grundläggande förutsättning för hela fältet, finns nämligen. Man brukar tillskriva deras upptäckt på 70-talet till Sten Grillner vid Karolinska, även om vissa (däribland Grillner) brukar peka på likheten med Sherringtons motorprimitiver från mellankrigstiden. Contrary to popular belief ägnar sig hjärnan inte åt att styra enskilda muskler, utan har rationaliserat kontrollen över motorik till ett antal moduler som styr grundläggande rörelser. Armbågen, t.ex. kan böjas av musklerna brachialis, biceps femoris och brachioradialis. Istället för att räkna ut det optimala sättet att böja armen med dessa tre muskler och sedan signalera till dem skickar motorcortex en signal till en rätt väl avgränsad grupp nervceller i ryggmärgen som i sin tur skickar påfallande suboptimala instruktioner till musklerna. Dessa populationer har också ett specifikt ursprung och fenotyp som är nödvändig för att de ska kunna fylla sina funktioner. Detta uppfyller Fodors kriterier på en modul och löser ett av de största problemen hjärnan ställs inför: felställdhet.

En alldaglig sak som att lyfta ett glas till munnen kan vara förvånansvärt komplicerad att beskriva mekaniskt om man tar hänsyn till varje enskild muskel i armen i sin planering av rörelsen. I tekniska termer säger man att något som kan röra sig i ett plan, som t.ex. en muskel som kan kontrahera eller inte, har en grads frihet. (En datormus, t.ex., har två grader av frihet eftersom den dessutom kan röra sig i sidled, samt en extra grads frihet för varje musknapp.) En människoarm med 24 muskler har enligt detta synsätt 24 graders frihet, och då har man varit snäll och räknat bort den oreda av muskler som styr fingrarna. Att lyfta ett glas blir därför en rätt komplicerad uppgift, som dessutom försvåras av att den kan lösas på ett mer eller mindre oändligt antal sätt. Detta är ett s.k. felställt problem, i bemärkelsen att det saknas en unik lösning som kan beräknas effektivt. När man lämnar över den omedelbara kontrollen över armen till moduler inträffar två saker: Till att börja med minskar antalet frihetsgrader. En modul som verkar på armens leder via muskelsynergier behöver bara ta hänsyn till ledernas frihetsgrader (som råkar vara sju: tre i axeln, en i armbågen och tre i handleden). Men den stora vinsten är modulens begränsade förmåga till output. På grund av sitt stereotypa utseende kommer en modul helt bortse från de flesta möjliga lösningar på ett problem, vilket minskar felställdheten. Detta gör den effektivare på att lösa sina uppgifter än ett system med större frihet.

Detta kan illustreras med en bilförare som ska parkera sin bil genom att svänga in i en parkeringsruta. Om vi ser till bilens fyra hjul så skulle man kunna ge dem fyra graders frihet genom att låta dem styras var för sig via fyra små rattar. Detta är den största frihet som går att ha på hjulen och bilens styrsystem, men det resulterar också i en orimlig mängd sätt att parkera, de flesta dessutom ineffektiva. Att ratta en sådan bil är för komplicerat i förhållande till vad man försöker åstadkomma. Den vanliga lösningen med låsta bakhjul och framhjul som roterar tillsammans, dvs. ett system med en grads frihet, är mycket mer effektiv och kan helt bortse från vissa lösningar på parkeringsproblemet.

Förlusten av frihetsgrader leder också till att man kan göra en lite kul förutsägelse om modulers beteenden. Om ett modulärt organiserat styrsystem definitionsmässigt har färre grader av frihet än ett ickemodulärt kommer det också finnas problem som ligger inom modulens domän som bara ett ickemodulärt system kan lösa. I exemplet med bilen så kan ett styrsystem som tillåter alla fyra hjul att vridas 90 grader åt sidan t.ex. utföra fickparkeringar som en bil med ett vanligt styrsystem aldrig skulle klara av. Detta är förstås sällan ett praktiskt problem, men det innebär att de måste finnas enkla uppgifter som en modul helt enkelt inte kan utföra för att den saknar friheten att konstruera en lösning. Problemet är att hitta en sådan uppgift för att kunna testa om något kontrolleras av en modul eller inte. När det gäller motorik har man känt till en teoretisk lösning på problemet ett tag: Om muskler organiseras i synergistiska moduler för att böja en led skulle modulen omöjligt kunna styra leden på ett koordinerat sätt om man kirurgiskt flyttade en av musklerna så att den istället motverkade rörelsen. I praktiken är det både orimligt komplicerad kirurgi och etiskt tvivelaktigt att utföra ett sådant experiment, så frågan ansågs ett tag vara mer eller mindre olöslig. Men genom att mäta muskelaktivitet på försökspersoner som styr en simulerad arm med omflyttade muskler i en virtuell verklighet kunde man förra året visa att ryggmärgens motorkontroll verkligen är organiserad i moduler.

Det här är en lockande lösning på hur människans kognitiva förmågor skulle ha utvecklats. Utöver moduler för att röra armar och ben skulle även högre funktioner vara inordnade i relativt enkla moduler. En evolutionspsykolog pekar därför på hur snabb och stereotyp t.ex. svartsjuka är och förklarar det med en modul i hjärnan som utvecklats för att genom svartsjuka ge oss en adaptiv fördel. Steven Pinker ger i The Blank Slate det enligt mig mest övertygande exemplet på något som skulle kunna vara en högre kognitiv modul som kämpar med ett olösbart problem liknande det som beskrivits ovan: Att Newtonsk mekanik är så intuitiv och lättbegriplig, medan Einsteins och Bohrs relativitet och kvantmekanik är nästan omöjlig att begripa annat än som matematiska begrepp skulle bero på att det förstnämnda finns representerat i någon form av fysikmodul. Att ett sinne för just Newtonsk mekanik varit adaptivt men inte ett för krökningen av rumtiden är ett rimligt antagande, och alla som läst fysik på gymnasienivå kan nog relatera till exemplet.

Problemet är att det är helt åt helvete fel.

Till att börja med: De kognitiva funktioner man intresserar sig för inom evolutionspsykologin är lokaliserade till hjärnans bark, inte ryggmärgen, och ingen har någonsin sett röken av en kortikal modul. Av väldigt goda skäl. Även om hjärnbarken är organiserad i funktionella kolumner som kan verka iögonenfallande specifika för en viss uppgift så är informationen inte enkapsulerad. Det är tvärt om snarare en definierande egenskap för hjärnbarken att behålla så många grader av frihet som möjligt för att, given tid att lära sig, kunna utföra en mycket större mängd uppgifter än vad en modulär lösning hade tillåtit. Hjärnbarken är inte heller domänspecifik ens för väldigt grundläggande funktioner, vilket kunnat demonstreras bl.a. genom att manipulera de banor som normalt fortleder visuella stimuli från synnerven till synbarken. Om man styr om banorna till den del av hjärnbarken som normalt bildar hörselcentrum tar bildar den istället ett funktionellt syncentrum, vilket en genetiskt bestämd och domänspecifik modul inte ska kunna göra. Detta beror på att det är signaler från ögonen, de första rudimentära synintrycken, som organiserar en portion av hjärnbarken till fungerande syncortex, inte ett genetiskt bestämt program. Hos människofoster har man sett hur liknande rudimentära signaler från kroppens ger upphov till de s.k. somatotopiska kartor som återfinns i både motoriska och sensoriska hjärnbarken. Till och med en total avsaknad av hjärnbark kan kompenseras om den uppstår tillräckligt tidigt i livet, och leda till förvånansvärt små funktionsnedsättningar. Ett mindre extremt men lika pedagogiskt exempel är patienter med långvariga ventrikulomegalier, där hjärnbarken får ge vika åt långsamt expanderande ventriklar med mindre och mindre kvarvarande funktionsduglig bark som resultat. Dessa patienter kan ha häpnadsväckande lindriga symptom, även om deras hjärnor kan bestå av nästan bara cerebrospinalvätska. Vill man förklara hjärnbarkens uppdelning av funktioner är det helt enkelt lättare att använda självorganiserande mekanismer som inte är direkta produkter av någon form av selektion, även om hjärnan som helhet förstås är det.

Även om hjärnbarken hos de flesta vuxna uppvisar någorlunda liknande delar med till synes specifika uppgifter är deras uppkomst lättare att förklara med klassiska Hebbianska termer, dvs. genom excitatorisk och inhibitorisk plasticitet, och kritiska fönster i hjärnans utveckling som inte är genetiskt bestämda. Som Miguel Nicolelis uttryckt det, halvt på skämt: ”Hela hjärnbarken är en associationsarea.” Nicolelis har också visat hur Fitts lag, observationen att ju högre precision en rörelse kräver desto långsammare går den, hänger ihop med hjärnbarkens organisation. Nervcellskretsar i hjärnbarken kan utföra snabba operationer effektivt, men Nicolelis ertappade dem med att rekrytera ”hjälp” från andra kretsar i takt med att deras uppgift blev svårare, och Anne Churchland har visat att beslutskomplexitet och den tid det tar för hjärnbarken att göra ett informerat beslut hänger ihop. Churchland lämnar öppet för att beslutsfattande moduler som endast inhämtar begränsat med information för att skynda på tiden det tar att genomföra en uppgift skulle kunna finnas, men att de för att kunna utföra komplexa beslut skulle behöva vara nästan oändligt många. Nu kommer vi till evolutionspsykologins största problem: Att rama in oändlighet.

Ramproblemet är det problem alla får som försöker beskriva förändringar i världen med formell logik, som t.ex. hjärnan gör. Det har sitt ursprung i de första trevande försöken till artificiell intelligens på 60-talet, där man snabbt insåg att även enkla beskrivningar av objekt som kan växla mellan två eller flera tillstånd leder till orimligt stora krav på till synes meningslösa formler. I en så enkel situation som en stängd dörr och en släckt lampa kunde ett AI kämpa med frågan om dörren var öppen eller stängd om inget annat ändrades än att man tände lampan. Det följde inte av logiken att en dörr som lämnas oöppnad förblir stängd efter en förändring i världen, så programmerarna började lägga till ramaxiom för att undvika konstigheter. Till och med för rätt enkla operationer leder detta snabbt till stora mängder triviala och energikrävande ramaxiom, och för den enorma mängd operationer hjärnan hela tiden utför skulle bördan av ramaxiom bli ofattbar. Det är här evolutionspsykologi envisas med att skjuta sig själv i både foten och huvudet: EP löser ramproblemet på samma sätt som programmerare på 60-talet gjorde. Leda Cosmides formulerade den evolutionspsykologiska ståndpunkten i The Adaptive Mind: En generell inramningsfunktion i hjärnan måste vara omöjlig, så det enda alternativet är att det finns moduler för att modellera verkligheten. EP förutsätter inte bara att hjärnan är modulär, utan att den är massivt modulär. Enligt denna syn motsvaras varje nödvändigt ramaxiom av en modul i hjärnan, vilket innebär att antalet moduler inte bara är stort, utan att det närmar sig oändligheten. För att återgå till exemplet med bilen som ska parkeras: När man vrider på ratten för att svänga in i den lediga parkeringsfickan, hur vet man att bilen inte kommer backa eller att fickan fortfarande kommer vara ledig? Evolutionspsykologen löser inramningsproblemet med att det inte bara finns moduler för bilens rent motoriska funktioner, utan också för att hålla ihop verkligheten kring den. Det finns därför både en knapp för att se till att backen inte blir ilagd när man vrider på ratten och en som ser till att tomma parkeringsfickor fortsätter vara tomma om ingen parkerar i dem. Hur vet man att bilen inte byter färg när man slår på blinkersen? Ny modul. Är backspegeln en backspegel eller ett barndomsminne om man tittar åt vänster? Ny modul. Unt so weiter. Evolutionspsykologer viftar bort detta problem med att hjärnan har en så stor beräkningskapacitet att det säkert ordnar sig, på något sätt. Enligt denna teori är hjärnan ett fulhack som får Windows Vista att framstå som ett under av stringens och funktionalitet. 86 miljarder nervceller är i och för sig rätt många, men så är oändlighet också ett tämligen stort begrepp. Det är dessutom ett problem som betydligt enklare nervsystem än människans kan lösa, i någon utsträckning. Hur sådana generella, icke-modulära lösningar på ramproblemet ser ut är inte en enkel fråga, men det finns förslag som inte förutsätter omöjligheter. Den populäraste modellen bland hjärnforskare idag är att hjärnan mer eller mindre bara är en maskin för bayesiansk inferens, vilket är tilltalande både pga. sin relativa enkelhet och för att det löser andra besvärliga problem, som t.ex. Hempels paradox. Den enda bra anledningen att förbinda sig till en modulär modell av hjärnan är att den är nödvändig för att göra adaptiva beteenden till en rimlig inkörsport till psykologi.

Försvarare av moduläritet har försökt lösa detta problem på lite olika sätt. Enklast uppgift har Jerry Fodor: Han tror inte ens på evolutionen, än mindre evolutionspsykologi, så han nöjer sig med att tycka att det visst finns moduler pga. fuck you, that’s why. Pinkers svar brukar vara att argumentera för att en hjärna helt utan moduler måste vara omöjlig. Detta är förstås helt sant, men så är det inte heller många som tror att människor föds som oskrivna blad. Jag frågade nyligen Andrea d’Avella, forskaren som utförde det ovan nämnda experimentet med den virtuella armen, om man skulle kunna konstruera ett liknande experiment för att testa högre kognitiva moduler. Han skrattade och svarade att det skulle vara så gott som omöjligt, följt av hans förslag på hur man skulle utföra det omöjliga experimentet: Om mänskligt språk är en produkt av en eller flera språkmoduler, som Chomsky och Pinker menar, så måste förstås även språk vara begränsat i sina frihetsgrader. Detta är kärnan i Chomskys universella grammatik. Det är, åtminstone i teorin, möjligt att skapa ett experiment där försökspersoner får producera språk på något sätt – på en dator t.ex. – som sedan blir omvandlat för att bryta mot en frihetsgrad i en tänkt språkmodul. Om försökspersonen skulle ha samma svårighet som i försöket med den virtuella armen att lära sig regler i den ”förbjudna” frihetsgraden jämfört med andra, så skulle detta vara ett argument för språklig moduläritet. Jag vet inte hur resultatet skulle bli, men vill man leta efter en adaptiv modul i hjärnan finns det ett par saker man bör ha i åtanke redan från början. För det första så är hjärnbarken som sagt ett väldigt dåligt ställe att leta moduler på. Vill man göra gällande att en kognitiv funktion är modulär är alltså det första man ska fråga sig om den finns representerad i någon basal form utanför hjärnbarken, som t.ex. motorik är. För det andra så följer det av att moduler är domänspecifika och enkapsulerade att funktioner inom en viss domän ska falla bort om en skada på den del av hjärnan där modulen är förlagd uppstår. Detta är ovanligare än man skulle kunna tro. Om man tar språk som exempel så blir i och för sig personer som drabbas av t.ex. en stroke i språkcentra afatiska i någon utsträckning, men afasi har en besynnerlig tendens att minska i omfattning eller försvinna för vissa patienter och de fall där man med relativ säkerhet kan koppla afasins regress till en specifik del av hjärnan är det ofta områden utanför hjärnbarken som är skurken. Slutligen så är alla kända moduler fyllogenetiskt gamla, dvs. evolutionen har haft gott om tid på sig att selektera fram dem. Teorier om att kvinnors byststorlek hänger ihop med matematisk förmåga eller om varför män somnar efter sex förutsätter att matematik och sängkammare har haft en alldeles fantastiskt snabb effekt på våra arvsanlag. Allt detta betyder inte att det inte finns adaptiva personlighetsdrag – det gör det säkert – men att evolutionsbiologi inte är rätt nivå för att studera mänsklig psykologi. Det substrat evolutionspsykologer säger sig studera finns nämligen oftast inte.

Mest av allt tycker jag bara att evolutionspsykologi är jättejättedumt trams.