NEUROCOGNITIVE ENHANCEMENT: WHAT CAN WE DO AND WHAT SHOULD WE DO?
Nature Reviews Neuroscience 5, № 5. P. 421-425 (2004) | |
Наши растущие возможности в отношении воздействия на функции мозга могут быть использованы для улучшения когнитивных процессов у здоровых людей, а также для лечения пациентов, страдающих умственными расстройствами. Использование таких препаратов поднимает множество вопросов, в том числе вопросов безопасности, добросовестности и моральной допустимости при их использовании. В основу данной статьи легли материалы конференции по нейрокогнитивным стимуляторам, проведенной авторами. Цель работы – обзор состояния вопроса по нейрокогнитивному «оздоровлению» и сопутствующие этому социальные и этические проблемы, а также пути, с помощью которых общество может корректировать эти проблемы.
1. Donogue, J. Connecting cortex to machines: recent advances in brain interfaces. Nature Neurosci. (Suppl.) 5, 1085–1088 (2002).
2.
Malhi, G. S. & Sachdev, P. Novel physical treatments for the management of neuropsychiatric disorders. J. Psychosom. Res. 53, 709–719 (2002).
3.
George, M. S. & Belmaker, R. H. Transcranial Magnetic Stimulation in Neuropsychiatry (American Psychiatric Press, Washington DC, 2000).
4.
Barondes, S. Better Than Prozac: Creating the Next Generation of Psychiatric Drugs (Oxford Univ. Press, New York, 2003).
5.
Diller, L. H. The run on Ritalin. Attention deficit disorder and stimulant treatment in the 1990s. Hastings Center Report 26, 12–18 (1996).
6.
Babcock, Q. & Byrne, T. Student perceptions of methylphenidate abuse at a public liberal arts college. J. Am. College Health 49, 143–145 (2000).
7.
Hall, S. S. The quest for a smart pill. Sci. Am. 54–65 (September 2003).
8.
Gold, P. E., Cahill, L. & Wenk, G. L. Ginkgo Biloba: a cognitive enhancer? Psychol. Sci. Public Interest 3, 2–11 (2002).
9.
Farah, M. Emerging ethical issues in neuroscience. Nature Neurosci. 5, 1123–1129 (2002).
10.
Farah, M. J. & Wolpe, P. R. Monitoring and manipulating brain function: new neuroscience technologies and their ethical implications. Hastings Center Report (in the press).
11.
Rose, S. P. R. 'Smart drugs': do they work? Are they ethical? Will they be legal? Nature Rev. Neurosci. 3, 975–979 (2002).
12.
Lynch, G. Memory enhancement: the search for mechanism-based drugs. Nature Neurosci. 5, 1035–1038 (2002).
13.
Craik, F. I. M. & Salthouse, T. A. The Handbook of Aging and Cognition (Lawrence Erlbaum, Hillsdale, New Jersey, 1992).
14.
Yesavage, J. A. et al. Donepezil and flight simulator performance: effects on retention of complex skills. Neurology 59, 123–125 (2002).
15.
Pittman, R. K. et al. Pilot study of secondary prevention of posttraumatic stress disorder with propranolol. Biol. Psychiatry 15, 189–192 (2002).
16.
Mehta, M. A. et al. Methylphenidate enhances working memory by modulating discrete frontal and parietal lobe regions in the human brain. J. Neurosci. 20, RC65 (2000).
17.
Elliott, R. et al. Effects of methylphenidate on spatial working memory and planning in healthy young adults. Psychopharmacology 131, 196–206 (1997).
18.
Kimberg, D. Y., D'Esposito, M. & Farah, M. J. Effects of bromocriptine on human subjects depend on working memory capacity. Neuroreport 8, 3581–3585 (1997).
19.
Teitelman, E. Off-label uses of modafinil. Am. J. Psychiatry 158, 1341 (2001).
20.
Turner, D. C. et al. Cognitive enhancing effects of modafinil in healthy volunteers. Psychopharmacology (Berl.) 165, 260–269 (2003). |
21.
Holland, T., Clare, I. C. & Mukhopadhyay, T. Prevalence of criminal offending by men and women with intellectual disability and the characteristics of offenders. J. Intellect. Disabil. Res. 46, (Suppl.) 6–20 (2002).
22.
Brower, M. C. & Price, B. H. Neuropsychiatry of frontal lobe dysfunction in violent and criminal behaviour: a critical review. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry 71, 720–726 (2001).
23.
Legislative Commissioners' Office. General Statutes of Connecticut. Title 10, Ch. 169, Sect. 10-212b (1 Jan 2003).
24.
United States District Court, New Hampshire, Case No. C-88-412-L (August 1, 1991).
25.
Kass, L. Beyond Therapy — Biotechnology and the Pursuit of Happiness (Harper Collins, New York, 2003).
26.
Francis, F. Our Posthuman Future (Farrar, Strauss and Giroux, New York, 2002).
27.
Chatterjee, A. Cosmetic neurology: the dilemma of altering movement, mood and cognition. Neurology (in the press).
|
Предсказывают, что XXI век будет веком нейронауки. Возможность манипулировния функциями мозга может изменить историю почти также, как изменили её развитие металлургии в Железный Век, появление механизации во время промышленной революции XVIII века или генетика во второй половине ХХ века. Появление такой возможности требует тщательных исследований для оценки полезности и опасности технологий, основанных на нейронауках («нейротехнологий»), а также для решения вопроса о том, когда и как общество должно вмешиваться для того, чтобы ограничить использование нейротехнологий.
В конце ХХ века нейротехнология охватила широкий диапазон методов и стадий развития. Взаимодействие двух факторов – мозга (нервной ткани) и трансдуктора является многообещающим направлением исследований. Значительно возросла роль нейрохирургии как инструмента для лечения умственных расстройств, развиваются новые методы имплантации аппаратов и тканей. Неинвазивная транскраниальная магнитная стимуляция (Non-invasive Transcranial magnetic Stimulation –TMS) определенных участков мозга является основой перспективных методов лечения депрессий и других психопатологий.
Ведущей областью нейротехнологии остается психофармакология. Наши возможности достичь специфических психологических изменений через прицельное нейрохимическое вмешательство, которое сначала начиналось как непрогнозируемый процесс, прошедший этап проб и ошибок в середине ХХ века, эволюционировало в науку целенаправленного лечения лекарственными препаратами. Психофармакокопия начала ХХI века включает как привычные, хорошо известные, и в некоторых случаях высокоэффективные препараты, так и новое поколение более селективных препаратов, направленных на специфические молекулярные события, лежащие в основе познания и эмоций. Большей частью эти препараты используются для лечения неврологических и психиатрических заболеваний. В этих случаях их использование почти не вызывает сомнений. Однако психофармакология все шире используется для «оздоровления» – т.е. для улучшения психологических функций у лиц, не страдающих психоневрологическими расстройствами.
Улучшение нормальных нейрокогнитивных функций фармакологическими средствами является свершившимся фактом для многих людей нашего общества, начиная от школьников и заканчивая пожилыми людьми. В некоторых областях Соединенных Штатов доля мальчиков, принимающих метилфенидат (methylphenidate) превышает число больных с ADHD (attention deficit–hyperactivity disorder), которым этот препарат жизненно необходим, и это свидетельствует о том, что нормальная, свойственная детскому возрасту возбудимость и повышенная активность детей стали мишенями для фармакологических вмешательств. Как показали исследования, 16 % студентов колледжей и высшей школы некоторых кампусов (студенческих городков), не страдающих ADHD, принимали назначенные врачом стимулирующие вещества (такие как метилфенидат и декстроамфетомин). Продажа пищевых добавок, обещающих улучшить память у лиц среднего возраста и у пожилых людей, только в США достигла ежегодного оборота в биллион долларов, несмотря на сомнительные доказательства их эффективности. В отличие от других нейротехнологий упомянутых выше, чье потенциальное использование для улучшения когнитивных функций еще только предполагается, фармакологическое «оздоровление» уже началось. Что можно сделать? Многие психологические функции являются мишенями для фармакологического вмешательства – это память, исполнительские функции (executive function), настроение, аппетит, либидо и сон. В качестве примера мы рассмотрим первые две – память и исполнительскую функцию того, чтобы показать состояние и возможности фармакологического вмешательства, рассмотреть этические проблемы, возникающие в результате такого вмешательства, и экономико-политические выводы, исходящие их этих этических проблем. Краткий обзор состояния дел в нейрокогнитивном «оздоровлении» можно найти на сайте http://www.nature.com/cgi-taf/www.nyas.org/ebrief/neuroethics и в недавних статьях Rose (PubMed), Lynch (PubMed) и Hall (PubMed). Улучшение памяти Улучшение памяти представляет интерес, прежде всего, для пожилых людей. Способность запоминать новую информацию снижается с третьего десятилетия жизни, с четвертого десятилетия оно становится более выраженным и начинает беспокоить здорового человека. Трудности в запоминании у лиц среднего или старшего возрастов необязательно являются предвестником будущей деменции, они могут быть лишь частью нормального когнитивного старения, которое не причиняет нам большого беспокойства, но раздражает, когда мы теряем очки или забываем имя собеседника. Какую помощь могут предложить нам современные и будущие нейротехнологии? Изменения, лежащие в основе нормального, сопряженного с возрастом ухудшения памяти, вероятно, отличаются от изменений, приводящих к болезни Альцгеймера. А это свидетельствует о том, что и оптимальные фармакологические подходы для терапии и улучшения когнитивных функций при этих состояниях должны различаться. Хотя донепезил (donepezil), ингибитор холинэстеразы, используемый для лечения болезни Альцгеймера, улучшал состояние пилотов среднего возраста после летно-тренажерной подготовки, фармакологические компании ищут другие подходы для улучшения памяти у здоровых лиц. Недавний прогресс в молекулярной биологии памяти дал возможность смоделировать лекарственные препараты со множественными точками входа, через которые он влияет на специфические процессы формирования памяти, потенциально корректируя изменения, лежащие в основе как нормального, так и патологического ухудшения памяти. Большинство из таких кандидатных препаратов попадают в одну из следующих двух категорий – направленные на начальную индукцию долгосрочного потенцирования и направленные на более поздние стадии консолидации памяти. К первой категории относятся вещества, модулирующие AMPA (α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid) рецепторы, чтобы облегчить деполяризацию, включая Cortex Pharmaceuticals' Ampakines. Ко второй категории относятся вещества, увеличивающие CREB (the cAMP response element-binding protein), молекула, которая активирует гены, продуцирующие укрепляющие синапсы белки. Одним из таких веществ является молекула МЕМ1414, которая тестируется Memory Pharmaceuticals (компанией, организатором которой является один из соавторов данной статьи – Eric Kandel).
Стремление управлять памятью предполагает стирание нежелательных воспоминаний и сохранение желаемых. Травмы могут причинять пожизненные страдания из-за навязчивой памяти посттравматического стрессового расстройства (post-traumatic stress disorder – PTSD) и в настоящее время ведутся поиски методов, которые могут предотвратить консолидацию такой памяти, в том числе фармакологических препаратов, которые должны применяться сразу после травмы. Фарминдустрия разрабатывает также блокирующие память вещества. Распространение этих методов (кроме жертв травм) на лиц, желающих избежать воспоминаний неприятных для них событий, является другим направлением исследований, при котором нейральные основы памяти могут быть изменены для улучшения нормальных функций. Улучшение исполнительских функций (executive function). Исполнительские функции имеют отношение к способности гибкого, соответствующего задаче, ответа, несмотря на нерелевантные конкурирующие входы (irrelevant competing inputs) или более привычные, но не адекватные паттерны реакции. Это могут быть перекрывающиеся структурные компоненты внимания (overlapping constructs of attention), рабочая память и контроль торможения (inhibitory control). Вещества, мишенями которых являются дофаминовая и норадреналиновая нейротрансмиттерные системы, эффективны в улучшении дефицитной исполнительской функции, например, при ADHD. Недавно было показано, что они также улучшают и нормальные исполнительские функции (PubMed). К примеру, один из авторов данной статьи (B.J.S.) обнаружил, что здоровые молодые волонтеры, выполняли Tower of London problem-solving task более точно после приема метилфенидата, чем после приема плацебо, когда задача была для них новой. Метилфенидат также увеличивал точность в сложном тесте на пространственную рабочую память, что сопровождалось снижением активации областей мозга, имеющих отношение к рабочей памяти. Это было показано с помощью позитронной эмиссионной томографии (positron emission tomography – PET). Для последней задачи степень пользы была обратно пропорциональна способности собственной рабочей памяти волонтеров, что оценивали в различных тестах на рабочую память, в том числе по тесту digit span (тест, с помощью которого оценивают число запоминаемых знаков). У лиц с наивысшим баллом по digit span метилфенидат не оказывал либо никакого действия, либо имел незначительный эффект. Вероятно, вопрос о том, почему лица с плохой рабочей памятью реагировали положительно на данный препарат, а у лиц с хорошей памятью препарат не оказывал эффекта, требует отдельного обсуждения. Возможно также, что некоторые вещества сужают нормальный диапазон выполнения в обоих направлениях. Один из авторов статьи (M.J.F.) обнаружил, что агонист дофамина бромокриптин (bromocriptine) улучшал выполнение различных задач, с помощью которых оценивали исполнительские функции у лиц с уровнем рабочей памяти ниже среднего, но снижал выполнение задач у лиц с наиболее высоким уровнем рабочей памяти. Поэтому для лиц с высоким уровнем рабочей памяти улучшение исполнительских функций должно определяться эмпирически для каждого вещества и для каждого типа когнитивных способностей.
Новые препараты могут улучшать исполнительские функции разными путями, влияя на различные, лежащие в их основе процессы, и взаимодействуя разными путями с индивидуальными особенностями (например, в способности рабочей памяти) и состояниями (такими как restedness). Новейшим препаратом, улучшающим когнитивные функции является модафинил (modafinil), который применяется для лечения нарколепсии и все чаще назначается для других целей. Обнаружено, что этот препарат усиливает выполнение исполнительских функций у здоровых молодых взрослых лиц, улучшая их способность ингибировать импульсивные реакции. Что следует сделать? Этические проблемы и политические решения. Усиление нейрокогнитивных функций поднимает ряд этических проблем. В первую очередь они возникают у ученых, разрабатывающих эти препараты, и у врачей, которые будут назначать эти вещества пациентам. Проблемы могут возникать и у лиц, стоящих перед выбором, принимать или нет нейрокогнитивные усилители самостоятельно, а также у родителей, которые должны решать вопрос о назначении этих соединений детям. С появлением широко распространенных нейрокогнитивных стимуляторов, предприниматели столкнутся с новой проблемой в менеджменте и оценке людей, принимающих эти препараты (например, принятие решения рекомендовать эти вещества, предпочесть естественные препараты или наоборот, или потребовать расшифровки). Органы государственного регулирования могут нести ответственность за результат ('lifestyle' benefits) и определение допустимого риска. И, наконец, законодатели и общественность должны решить, достаточно ли законов в рамках существующего законодательства для положений о нейрокогнитивных стимуляторах, или должны быть приняты новые законы и созданы новые агенства, уполномоченные решать данные вопросы. Чтобы сузить рамки дискуссии, остановимся на некоторых этических моментах, которые важны, но не специфичны для нейрокогнитивных стимуляторов. Первым из них является этика научных исследований. Исследования по нейрокогнитивным стимуляторам, не имеющим отношения к терапии, затрагивают в первую очередь вопрос пользе и рисках при лечении данными препаратами. Другая важная этическая проблема касается использования нейрокогнитивных стимуляторов в системе уголовного судопроизводства, где большая доля преступников попадает в целом в группу с низкими когнитивными способностями и особенно с низкими исполнительским контролем торможения. И, наконец, этические проблемы, касающиеся решений родителей несовершеннолетних детей крайне сложны, и являются составной частью этики нейрокогнитивного оздоровления детей школьного возраста, но эта проблема здесь не обсуждается. Безопасность Идея улучшения когнитивных функций вызывает беспокойство у многих людей и одним из источников их тревог является безопасность принимаемых препаратов. Вопрос о безопасности должен касаться всех лекарств и процедур. По сравнению, например, с косметической хирургией, улучшение нейрокогнитивных функций подразумевает внедрение в гораздо более сложные системы и риск от непрогнозируемых проблем в этих случаях гораздо выше. Не будет ли «суперпамять» мешать ученикам в обучении? Не столкнутся ли сегодняшние пользователи Ritalin с проблемой преждевременного когнитивного ухудшения в пожилом возрасте? В отношении любого препарата, терапевтического или стимулирующего когнитивные функции, мы не можем быть абсолютно уверены в отсутствии их долгосрочных и редко встречающихся побочных эффектов. Органы государственного регулирования определяют тщательность, с которой должны быть проведены исследования в отношении побочных эффектов, они же определяют степень допустимости побочных эффектов, принимая во внимание пользу препарата. Для нейрокогнитивных стимуляторов должен быть точно такой же подход. Принуждение (Coercion). При широком распространении нейрокогнитивных стимуляторов неизбежно будут возникать ситуации, при которых на людей будет оказываться давление в отношении улучшения их когнитивных способностей. Предприниматели будут видеть выгоду в том, чтобы их сотрудники были более внимательны и менее забывчивы, а учителя будут считать учеников с улучшенными когнитивными способностями более восприимчивыми к обучению. Не может ли случиться так, что сохранение работы или пребывание в школе будут поставлены в зависимость от улучшения когнитивных функций людей? Это трудная дилемма и здесь не обошлось без полезных прецедентов. Были разработаны законы, такие, например, как Connecticut's Statute "Policies regarding the recommendation of psychotropic drugs by school personnel" (Legislative Commissioners' Office. General Statutes of Connecticut. Title 10, Ch. 169, Sect. 10-212b (1 Jan 2003) и прецедентное право, такое как Valerie versus Derry Cooperative School District (United States District Court, New Hampshire, Case No. C-88-412-L (August 1, 1991). Конечно, такое принуждение не является явным. Но конкуренция с рабочим персоналом или с учащимися, принимающими стимуляторы, окажется стимулом для других людей в отношении использования ими нейрокогнитивных стимуляторов и крайне трудно идентифицировать какие-либо существующие правовые рамки для защиты населения от таких стимулов конкуренции. Но хотим ли мы этого? Прямое законодательное запрещение или ограничение использования нейрокогнитивных стимуляторов у рабочего персонала или у учеников также является принуждением. Это ограничивает свободы граждан в использовании безопасных средств для самоусовершенствования. Далее авторы рассматривают некоторые этические и правовые проблемы использования нейрокогнитивных стимуляторов. Интересующиеся этим вопросом могут прочесть статью полностью на английском языке. Она приводится ниже. Можно также посетить сайты авторов статьи, где представлены списки их работ. Martha Farah's homepage Judy Illes's homepage
Howard Gardner's homepage
Eric Kandel's laboratory
Patricia King's homepage
Barbara Sahakian's homepage
Paul Root Wolpe
NYAS e-briefing on neuroethics Many are predicting that the twenty-first century will be the century of neuroscience. Humanity's ability to alter its own brain function might well shape history as powerfully as the development of metallurgy in the Iron Age, mechanization in the Industrial Revolution or genetics in the second half of the twentieth century. This possibility calls for an examination of the benefits and dangers of neuroscience-based technology, or 'neurotechnology', and consideration of whether, when and how society might intervene to limit its uses. At the turn of the century, neurotechnology spans a wide range of methods and stages of development. Brain–machine interfaces that allow direct two-way interaction between neural tissue and electronic transducers remain in the 'proof of concept' stage, but show substantial promise1. Neurosurgery is increasingly considered as a treatment for mental illnesses and an array of new procedures are under development, including the implantation of devices and tissue2. Non-invasive transcranial magnetic stimulation (TMS) of targeted brain areas is the basis of promising new treatments for depression and other psychopathology3. On the leading edge of neurotechnology is psychopharmacology. Our ability to achieve specific psychological changes by targeted neurochemical interventions, which began through a process of serendipity and trial and error in the mid-twentieth century, is evolving into the science of rational drug design. The psychopharmacopia of the early twenty-first century encompasses both familiar, and in some cases highly effective, drugs, and a new generation of more selective drugs that target the specific molecular events that underlie cognition and emotion4. For the most part, these drugs are used to treat neurological and psychiatric illnesses, and there is relatively little controversy surrounding this use. However, psychopharmacology is also increasingly used for 'enhancement' — that is, for improving the psychological function of individuals who are not ill. The enhancement of normal neurocognitive function by pharmacological means is already a fact of life for many people in our society, from elementary school children to ageing baby boomers. In some school districts in the United States the proportion of boys taking methylphenidate exceeds the highest estimates of the prevalence of attention deficit–hyperactivity disorder (ADHD)5, implying that normal childhood boisterousness and distractibility are being targeted for pharmacological intervention. The use of prescription stimulants (such as methylphenidate and dextroamphetamine) as study aids by high school and college students who do not have ADHD has recently drawn attention, and might include as many as 16% of the students on some campuses6. Sales of nutritional supplements that promise improved memory in middle age and beyond have reached a billion dollars annually in the United States alone7, despite mixed evidence of effectiveness8. In contrast to the other neurotechnologies mentioned earlier, whose potential use for enhancement is still hypothetical, pharmacological enhancement has already begun. What can we do?
Many aspects of psychological function are potential targets for pharmacological enhancement, including memory, executive function, mood, appetite, libido and sleep9, 10. We will use the first two of these, memory and executive function, as examples to show the state of the art in psychopharmaceutical enhancement, the ethical issues raised by such enhancement and the policy implications of these ethical issues. A brief review of the state of the art in neurocognitive enhancement is offered here; additional information is freely available to readers of this article at http://www.nature.com/cgi-taf/www.nyas.org/ebrief/neuroethics and in recent articles by Rose11, Lynch12 and Hall7.
Memory enhancement. Memory enhancement is of interest primarily to older adults. The ability to encode new memories declines measurably from the third decade of life onwards, and by the fourth decade the decline can become noticeable and bothersome to normal healthy individuals13. Memory difficulties in middle or old age are not necessarily a harbinger of future dementia but can be part of the normal pattern of cognitive ageing, which does not make it any less inconvenient when we misplace our glasses or forget the name of a recent acquaintance. What can current and imminent neurotechnologies offer us by way of help?
The changes that underlie normal age-related declines in memory probably differ from those that underlie Alzheimer's disease, indicating that the optimal pharmacological approaches to therapy and enhancement might also differ. Although donepezil, a cholinesterase inhibitor that is used to treat Alzheimer's disease, did enhance performance in one study of healthy middle-aged pilots after flight simulator training14, drug companies are looking elsewhere for pharmacological approaches to memory enhancement in normal individuals. Recent advances in the molecular biology of memory have presented drug designers with many entry points through which to influence the specific processes of memory formation, potentially redressing the changes that underlie both normal and pathological declines in memory. Most of the candidate drugs fall into one of two categories: those that target the initial induction of long-term potentiation and those that target the later stages of memory consolidation. In the first category are drugs that modulate AMPA ( -amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid) receptors to facilitate depolarization, including Cortex Pharmaceuticals' Ampakines12. In the second category are drugs that increase CREB (the cAMP response element-binding protein), a molecule that in turn activates genes to produce proteins that strengthen the synapse. One such drug is the molecule MEM1414, which is being tested by Memory Pharmaceuticals7 (a company co-founded by one of the authors (E.K)).
The pursuit of mastery over our own memories includes erasing undesirable memories as well as retaining desirable ones. Traumatic events can cause lifelong suffering by the intrusive memories of post-traumatic stress disorder (PTSD), and methods are being sought to prevent the consolidation of such memories by pharmacological intervention immediately after the trauma15. Drugs whose primary purpose is to block memories are also being developed by the pharmaceutical industry7. Extending these methods beyond the victims of trauma, to anyone who wishes to avoid remembering an unpleasant event, is another way in which the neural bases of memory could be altered to enhance normal function.
Enhancement of executive function. Executive function refers to abilities that enable flexible, task-appropriate responses in the face of irrelevant competing inputs or more habitual but inappropriate response patterns. These include the overlapping constructs of attention, working memory and inhibitory control. Drugs that target the dopamine and noradrenaline neurotransmitter systems are effective at improving deficient executive function, for example in ADHD, and have recently been shown to improve normal executive function as well16, 17.
For example, one of the authors (B.J.S.) found that healthy young volunteers performed the Tower of London problem-solving task more accurately after being given methylphenidate than after being given a placebo when the task was novel16. Methylphenidate also increased accuracy in a complex spatial working memory task, and this was accompanied by a reduction in the activation of areas of the brain that are related to working memory, as shown by positron emission tomography (PET)17. For the latter task, the amount of benefit was inversely proportional to the volunteers' working memory capacity as assessed by a different working memory task, digit span, with little or no benefit to those with the highest digit span performances. This is of interest in discussions of enhancement, because it indicates that, for this medication and this cognitive ability at least, those with lower levels of performance are more likely to benefit from enhancement than those with higher levels. Indeed, it is possible that some drugs would compress the normal range of performance in both directions. One of the authors (M.J.F.) found that the dopamine agonist bromocriptine improved performance on various executive function tasks for individuals with lower- than-average working memory capacity, but lowered the performance of those with the highest working memory capacities18. Whether enhancement can boost the performance of already high-performing individuals must be determined empirically for each drug and for each type of cognitive ability.
Newer drugs might improve executive function in different ways, influencing different underlying processes and interacting in different ways with individual differences (for example, in working memory capacity) and states (such as restedness). The newest potential neurocognitive enhancer is the drug modafinil, which is approved for the treatment of narcolepsy and is increasingly prescribed off-label for other purposes19. One of the authors (B.J.S.) found that it increases performance among healthy young adults on a set of executive function tasks that differs partly from those that are influenced by methylphenidate, with its effects resulting at least in part from an improved ability to inhibit impulsive responses20.
What should we do?
Ethical problems and policy solutions. Neurocognitive enhancement raises ethical issues for many different constituencies. These include academic and industry scientists who are developing enhancers, and physicians who will be the gatekeepers to them, at least initially. Also included are individuals who must choose to use or not to use neurocognitive enhancers themselves, and parents who must choose to give them or not to give them to their children. With the advent of widespread neurocognitive enhancement, employers and educators will also face new challenges in the management and evaluation of people who might be unenhanced or enhanced (for example, decisions to recommend enhancement, to prefer natural over enhanced performance or vice versa, and to request disclosure of enhancement). Regulatory agencies might find their responsibilities expanding into considerations of 'lifestyle' benefits and the definition of acceptable risk in exchange for such benefits. Finally, legislators and the public will need to decide whether current regulatory frameworks are adequate for the regulation of neurocognitive enhancement, or whether new laws must be written and new agencies commissioned.
To focus our discussion, we will dispense with some ethical issues that are important but not specific to neurocognitive enhancement. The first such issue is research ethics. Research on neurocognitive enhancement, as opposed to therapy, raises special considerations mainly insofar as the potential benefits can be viewed as smaller, and acceptable levels of risk to research subjects would be accordingly lower. This consideration is largely academic for those neurocognitive enhancers that come to market first as therapies for recognized medical conditions, which includes all of the substances that are now available for enhancement, although this might not be true in the future. Another important ethical issue concerns the use of neurocognitive enhancement in the criminal justice system, in which a large proportion of offenders fall in the lower range of cognitive ability in general21 and executive inhibitory control in particular22. Although neurocognitive enhancement brings with it the potential for subtle coercion in the office or classroom, 'neurocorrection' is more explicitly coercive and raises special issues of privacy and liberty that will not be discussed here. Finally, the ethical problems that are involved in parental decision-making on behalf of minor children are complex and enter into the ethics of neurocognitive enhancement in school children, but will not be discussed here.
The remaining issues can be classified and enumerated in various ways. Four general categories will be used here to organize our discussion of the ethical challenges of neurocognitive enhancement and possible societal responses.
Safety. The idea of neurocognitive enhancement evokes unease in many people, and one source of the unease is concern about safety. Safety is a concern with all medications and procedures, but our tolerance for risk is smallest when the treatment is purely elective. Furthermore, in comparison to other comparably elective treatments such as cosmetic surgery, neurocognitive enhancement involves intervening in a far more complex system, and we are therefore at greater risk of unanticipated problems. Would endowing learners with super-memory interfere with their ability to understand what they have learned and relate it to other knowledge? Might today's Ritalin users face an old age of premature cognitive decline? The possibility of hidden costs of neurocognitive enhancement might be especially salient because of our mistrust of unearned rewards, and the sense that such opportunities can have Faustian results.
With any drug, whether for therapy or enhancement, we can never be absolutely certain about the potential for subtle, rare or long-term side effects. Instead, our regulatory agencies determine what constitutes a sufficiently careful search for side effects and what side effects are acceptable in view of a drug's benefits. Although consensus will have to be developed on these issues in connection with neurocognitive enhancement, we see no reason that the same approach cannot be applied here.
Coercion. If neurocognitive enhancement becomes widespread, there will inevitably be situations in which people are pressured to enhance their cognitive abilities. Employers will recognize the benefits of a more attentive and less forgetful workforce; teachers will find enhanced pupils more receptive to learning. What if keeping one's job or remaining in one's school depends on practicing neurocognitive enhancement? Such dilemmas are difficult but are not without useful legal precedent. Many of the relevant issues have been addressed in legislation such as Connecticut's Statute "Policies regarding the recommendation of psychotropic drugs by school personnel"23 and case law such as Valerie versus Derry Cooperative School District24.
Of course, coercion need not be explicit. Merely competing against enhanced co-workers or students exerts an incentive to use neurocognitive enhancement, and it is harder to identify any existing legal framework for protecting people against such incentives to compete. But would we even want to? The straightforward legislative approach of outlawing or restricting the use of neurocognitive enhancement in the workplace or in school is itself also coercive. It denies people the freedom to practice a safe means of self-improvement, just to eliminate any negative consequences of the (freely taken) choice not to enhance.
Distributive justice. It is likely that neurocognitive enhancement, like most other things, will not be fairly distributed. Ritalin use by normal healthy people is highest among college students, an overwhelmingly middle-class and privileged segment of the population. There will undoubtedly be cost barriers to legal neurocognitive enhancement and possibly social barriers as well for certain groups. Such barriers could compound the disadvantages that are already faced by people of low socioeconomic status in education and employment. Of course, our society is already full of such inequities, and few would restrict advances in health or quality of life because of the potential for inequitable distribution. Unequal access is generally not grounds for prohibiting neurocognitive enhancement, any more than it is grounds for prohibiting other types of enhancement, such as private tutoring or cosmetic surgery, that are enjoyed mainly by the wealthy. Indeed, in principle there is no reason that neurocognitive enhancement could not help to equalize opportunity in our society. In comparison with other forms of enhancement that contribute to gaps in socioeconomic achievement, from good nutrition to high-quality schools, neurocognitive enhancement could prove easier to distribute equitably.
Personhood and intangible values. Enhancing psychological function by brain intervention is in some ways like improving a car's performance by making adjustments to the engine. In both cases the goal is to improve function, and to the extent that we succeed without compromising safety, freedom of choice or fairness we can view the result as good. But in other ways the two are very different, because modifying brains, unlike engines, affects persons. The fourth category of ethical issue encompasses the many ways in which neurocognitive enhancement intersects with our understanding of what it means to be a person, to be healthy and whole, to do meaningful work, and to value human life in all its imperfection. The recent report of the President's Council on Bioethics25 emphasizes these issues in its discussion of enhancement.
Attempts to derive policies from these considerations must contend with the contradictory ways in which different values are both challenged and affirmed by neurocognitive enhancement. For example, we generally view self-improvement as a laudable goal. At the same time, improving our natural endowments for traits such as attention span runs the risk of commodifying them. We generally encourage innovations that save time and effort, because they enable us to be more productive and to direct our efforts towards potentially more worthy goals. However, when we improve our productivity by taking a pill, we might also be undermining the value and dignity of hard work, medicalizing human effort and pathologizing a normal attention span. The self-transformation that we effect by neurocognitive intervention can be seen as self-actualizing, or as eroding our personal identity. Neither the benefits nor the dangers of neurocognitive enhancement are trivial.
In weighing the dangers of neurocognitive enhancement against its benefits, it is important to note the many ways in which similar tradeoffs are already present in our society. For example, the commodification of human talent is not unique to Ritalin-enhanced executive ability. It is probably more baldly on display in books and classes that are designed to prepare preschoolers for precocious reading, music or foreign language skills, but many loving parents seek out such enrichment for their children. Americans admire the effort that was expended in Abraham Lincoln's legendary four-mile walk to school every day, but no-one would do that (or want their child to do that) if a bus ride were available. Medicalization has accompanied many improvements in human life, including improved nutrition and family planning. And if we are not the same person on Ritalin as off, neither are we the same person after a glass of wine as before, or on vacation as before an exam. As these examples show, many of our 'lifestyle' decisions end up on the right side of one value and the wrong side of another, but this does not necessarily mean that these decisions are wrong.
Disentangling moral principle and empirical fact. Since pre-Socratic times, philosophers have sought ways of systematizing our ethical intuitions, to identify a set of guiding principles that could be applied in any situation to dictate the right course of action. All of us have ethical intuitions about most situations; one goal of ethics is to replace case-by-case intuitions with principled decisions. A practical social advantage of ethical principles is that they can provide guidance when intuitions are unclear or inconsistent from person to person. The success of an ethical discussion depends on the discussants' ability to articulate the relevant principles as well as the relevant facts about a situation to which the principles apply.
In the ethics of neurocognitive enhancement we are still feeling our way towards the relevant principles and we still have much to learn about the relevant facts. Is it a matter of principle that 'medicalization' is bad, or that hard work confers 'dignity'? Or are these moral heuristics, rules of thumb that might be contradicted in some cases? And is it a matter of fact that Ritalin reduces our opportunities to learn self-discipline, or could it in fact have no effect or even help us in some way? Until we have disentangled the a priori from the empirical claims, and evaluated the empirical claims more thoroughly, we are at risk of making wrong choices.
When not to decide is to decide. Neurocognitive enhancement is already a fact of life for many people. Market demand, as measured by sales of nutritional supplements that promise cognitive enhancement, and ongoing progress in psychopharmacology portend a growing number of people practicing neurocognitive enhancement in the coming years. In terms of policy, we will soon reach the point where not to decide is to decide. Continuing our current laissez-faire approach, with individuals relying on their physicians or illegal suppliers for neurocognitive enhancement, risks running afoul of public opinion, drug laws and physicians' codes of ethics. The question is therefore not whether we need policies to govern neurocognitive enhancement, but rather what kind of policies we need. The choices range from minimal measures, such as raising public awareness of the potential practical and moral difficulties of neurocognitive enhancement, to the wholesale enacting of new laws and the creation of new regulatory agencies. In between these extremes lie a host of other options, for example the inclusion of neurocognitive enhancement policies in codes of ethics of the professional organizations of physicians, scientists, human resource managers and educators, and short-term moratoria on neurocognitive enhancement.
Francis Fukuyama26 has argued for new legislation to control the use of neurocognitive enhancement, among other biotechnologies. He characterizes the work of groups such as the President's Council on Bioethics in the USA and the European Group on Ethics in Science and New Technology as the "intellectual spade work of thinking through the moral and social implications of biomedical research", and suggests that "it is time to move from thinking to acting, from recommending to legislating. We need institutions with real enforcement powers."
We admit to being less certain about the right course of action. With respect to the first three categories of issue, concerning safety, freedom and fairness, current laws and customs already go a long way towards protecting society. With respect to the fourth category of issue, we believe that there is much more 'spade work' (in Fukuyama's words) to be done in sorting out the moral and social implications of neurocognitive enhancement before we move from recommendations to legislation. We should draw an object lesson from the history of federal stem cell legislation in the USA, which was enacted hastily in the wake of reported attempts at human reproductive cloning with limited public understanding of the issues. That legislation is now viewed by many as a setback for responsible biomedical research, and two states have now enacted their own laws to permit a wider range of research activity.
The need for more discussion of the issues is a predictable conclusion for an article like this one, but nevertheless a valid one. One urgent topic for discussion is the role of physicians in neurocognitive enhancement27. Although western medicine has traditionally focused on therapy rather than enhancement, exceptions are well established. Cosmetic surgery is the most obvious example, but dermatology, sports medicine and fertility treatments also include enhancement among their goals. Enabling a young woman to bank her eggs to allow later childbearing, for example, is not therapeutic but enhancing. Will neurocognitive enhancement join these practices? If so, will it be provided by specialists or family practitioners? What responsibility will physicians take for the social and psychological impact of the enhancements they prescribe, and by what means (for example, informal or formal psychological screening as used by cosmetic surgeons or fertility specialists)?
Beyond these immediate practical issues, we must clarify the intangible ethical issues that apply to neurocognitive enhancement. This requires interdisciplinary discussion, with neuroscientists available to identify the factual assumptions that are implicit in the arguments for and against different positions, and ethicists available to articulate the fundamental moral principles that apply. As a society we are far from understanding the facts and identifying the relevant principles. With many of our college students already using stimulants to enhance executive function and the pharmaceutical industry soon to be offering an array of new memory-enhancing drugs, the time to begin this discussion is now.
|