Анализируя пальцевый индекс, мы «говорим со стенкой»

Print PDF

В продолжение темы переоценки значения пальцевого индекса

Ученые подорвали идею о том, что пальцевый индекс раскрывает информацию о личности и здоровье

Митч Лесли, 

пишет о клеточной биологии и иммунологии.

[Оригинальное название статьи «Talk to the hand» — саркастическое сленговое выражение, означающее попытку говорить с кем-л., кто тебя не слышит, бросая реплику «ты говоришь со стенкой»].

Если информация в статьях, опубликованных за последние 6 месяцев, достоверна, одного числа достаточно, чтобы показать, могут ли люди перенести преждевременный сердечный приступ, получить первое авторство на опубликованные статьи, стать зависимыми от алкоголя или потолстеть в середине жизни. Это магическое число представляет собой соотношение между длинами второго и четвертого пальцев, известное как соотношение 2D: 4D. У мужчин оно, как правило, ниже, то есть их четвертый палец обычно длиннее второго в большей степени, чем у женщин. Исследователи, которые верят в его предсказательную силу, говорят, что соотношение отражает воздействие на плод тестостерона и других гормонов, которые определяют развитие, в том числе, мозга.

Идея о том, что длина человеческих пальцев показывает так много, возникла в результате работы биолога-эволюциониста Джона Мэннинга, который сейчас работает в Университете Суонси в Соединенном Королевстве. Но область, которую он вдохновил, выросла за грань того, что он мог себе представить. Более 1400 работ за чуть более 20 лет связали соотношение пальцев с такими атрибутами, как личность, когнитивные способности и сексуальная ориентация, а также с риском таких заболеваний, как сердечно-сосудистые заболевания, рак и боковой амиотрофический склероз.

Исследователи даже пытались использовать соотношения, полученные по трафаретным отпечаткам ладоней на стенах пещеры, чтобы определить, были ли авторы древних картин мужчинами или женщинами.

Но эта идея также разозлила множество критиков, которые утверждают, что исследователи, полагающиеся на сравнение 2D: 4D соблазнились простыми и ошибочными измерениями. Некоторые сомневающиеся утверждают, что разница в соотношении полов является иллюзией, возникающей из-за большей величины мужских рук, или что само измерение является статистически проблематичным. «Я скептически отношусь к каждому (любому) открытию, касающемуся этого соотношения, — говорит физиолог и биостатистик Дуглас Карран-Эверетт из Национального еврейского центра здравоохранения в Денвере.

Другие критики утверждают, что эта область изобилует невоспроизводимыми выводами.

«Это похоже на карточный домик, построенный на неизвестной и неопределенной основе»,

— говорит психолог Мартин Ворачек из Венского университета, который сравнивает работу над соотношением пальцев с френологией или физиогномикой, опровергнутыми представлениями о форме головы или чертах лица людей соответственно, которые якобы были призваны помочь раскрыть информацию о личности, характере, интеллекте их обладателей.

Тем не менее, соотношение пальцев как простая, легко поддающаяся измерению величина, обещающая понимание скрытого периода жизни — раннего развития плода —  соблазнило целое поколение исследователей, у других же, напротив, вызвало тревогу. По мнению одного скептика, этолога-нейроэндокринолога Кима Валлена из Университета Эмори в Атланте, дебаты о соотношении длины пальцев и его значении

«поднимают некоторые фундаментальные вопросы о том, что мы считаем доказательством».

«Предсказание по пальцам».

Немецкий анатом впервые сообщил в 1870-х годах, что пропорции пальцев обычно различаются между полами, но наблюдение оставалось любопытным, пока Мэннинг не привлек внимание к этому соотношению в 1998 году. Он сотрудничал с коллегами из клиники репродуктивной медицины в Ливерпуле, Великобритания, изучая симметрию в организме, что, как подозревали некоторые исследователи, связано с уровнем гормонов.

«У меня было смутное воспоминание, что я слышал об этой разнице полов в соотношении пальцев»,

- говорит Мэннинг.

Несоответствие предполагало роль определенных гормонов, связанных с полом. Когда он и его коллеги измерили соотношение пальцев у пациентов в клинике, более низкие показатели для правой руки у мужчин коррелировали с более высоким уровнем тестостерона.

(Подпись к рисунку: «Длинные и короткие»)

Изучая детей и молодых взрослых из Ливерпуля, ученые также обнаружили, что межполовые различия в соотношении пальцев фиксируются у детей начиная с 2 лет. Это открытие привело исследователей к предположению, что разница возникла до рождения и отражала уровень гормонов в утробе матери. Соотношение пальцев, объясняет Мэннинг, указывает на относительные уровни тестостерона и эстрогена на раннем этапе развития.

Мэннинг, который написал две книги и более 60 статей о соотношении, не ожидал, что его выводы окажут такое влияние. Но измерение прижилось [по поговорке «если в руках у нас молоток, любая проблема покажется вам гвоздём», тогда как на деле это почти всегда распутывание клубка. Прим.публикатора]. Идея о том, что одно число так много говорит о нас, непреодолима, отмечает статистический генетик Дэвид Эванс из Университета Квинсленда в Брисбене, Австралия, который изучал генетические основы соотношения пальцев.

«Каждый раз, когда вы говорите о соотношении 2D: 4D, как только вы его упоминаете, все начинают смотреть на свои руки».

Исследователи использовали сканеры, копировальные аппараты, штангенциркуль, линейки и даже рентгеновские аппараты для измерения длины пальцев; в некоторых исследованиях испытуемые измеряли себя сами. Ученые могут быстро и без особых затрат накапливать большие объемы данных. В одном онлайн-опросе о половых различиях, спонсируемом BBC, было обнаружено, что влияние соотношения пальцев, по самооценке испытуемых, отметили 240 000 человек.

«Я не знаю более точного биомаркера пренатального андрогена, который можно было бы легко измерить у взрослых»,

- говорит нейробиолог Марк Бридлав из Университета в Ист-Лансинге, штат Мичиган.

Соотношение пальцев также оказалось необходимым для научных исследований. В конце 1950-х годов исследователи предложили радикальную тогда идею о том, что тестостерон и связанные с ним половые гормоны в утробе матери управляют развитием мозга и тем самым формируют поведение взрослых [сегодня показано, что она неверна. Прим.публикатора]. С тех пор ученые искали связи между пренатальным воздействием гормонов и такими характеристиками, как агрессивность, сексуальная ориентация и пространственные способности, а также риском возникновения таких состояний, как аутизм и зависимость. Но анализ гормонов у плода на ранних стадиях может поставить под угрозу течение беременности. Неудивительно, что исследователи обратились к соотношению пальцев как к простому методу считывания недоступной в противном случае информации.

Исследования основаны на тонких различиях. Хотя у мужчин соотношение пальцев обычно меньше, разрыв между полами невелик [он ещё и варьирует географически — сильней, чем между полами. Прим.публикатора]. В интернет-исследовании BBC средние значения для правых рук у мужчин и женщин составили 0,984 и 0,994 соответственно. Более того, распределения для двух полов частично перекрываются, а средние соотношения сильно различаются в зависимости от географического происхождения и этнического происхождения субъектов.

Тем не менее, многие ученые убеждены, что соотношение 2D:4D — надежный показатель.

«Я думаю, что больше нет никаких сомнений в том, что эти соотношения у людей отражают пренатальное воздействие андрогенов»,

- говорит Бридлав. Биологический антрополог Бернхард Финк из Геттингенского университета в Германии, еще один сторонник этого соотношения, добавляет, что сотни исследований показали, что оно коррелирует с различными формами поведения и способностями, которые могут быть связаны с пренатальными андрогенами. Тем не менее, он признает, что это соотношение обычно объясняет лишь «небольшую или умеренную» величину вариации любого конкретного признака.

Одним из наиболее заметных случаев использования соотношения пальцев было исследование сексуальной ориентации женщин. Исследователи предположили, что уровни гормонов на ранних этапах развития влияют на то, какой пол люди считают привлекательными, и что более высокий уровень тестостерона и других андрогенов, циркулирующих через плод женского пола, может увеличить вероятность того, что девушка станет лесбиянкой. Гипотеза была спорной и труднопроверяемой. Бридлав и его коллеги считали, что соотношение пальцев может дать новые доказательства, поэтому в начале 2000-х на уличных ярмарках в районе залива Сан-Франциско в Калифорнии они

«начали задавать людям вопросы и сканировать их руки».

Хотя разница в пропорциях пальцев не была очевидна при исследовании геев и гетеросексуалов, ученые определили, что у женщин, которые описывали себя как лесбиянок, соотношение пальцев было более низким, более «мужским», чем у гетеросексуалок. Из этого исследования и последующих наблюдений, сделали вывод, что, по словам Бридлава,

«тестостерон действительно влияет на сексуальную ориентацию человека еще до его рождения».

Однако даже среди сторонников соотношения пальцев эти результаты не разрешили споры о взаимосвязи пренатальных гормонов и сексуальной ориентации. Мэннинг, например, утверждает, что исследование BBC показывает обратную связь: раннее воздействие тестостерона важно для сексуальной ориентации мужчин, но не женщин.

Мэннинг говорит, что этот показатель также дает представление о будущем человека. Например, по его словам, соотношение пальцев может прогнозировать эффективность лечения рака простаты, блокирующего тестостерон, и лечения рака груди, блокирующего эстроген.

«Это — только начало», — заявляет Мэннинг, но «мы не узнаем, пока не проведем исследования».

По его словам, в спорте прогностическая сила этого соотношения еще более значима. Исследования выявили связь между более низким соотношением 2D: 4D и лучшими результатами в различных спортивных соревнованиях, включая футбол, бег на длинные дистанции, регби, лыжный спорт, греблю и баскетбол. Эффект достаточно велик, утверждает Мэннинг, по его мнению, команды должны использовать соотношение пальцев в качестве критерия для отбора игроков,

«если мы сможем убедить в верности своих гипотез ученых из области спорта».

Цифровые проблемы

Тем не менее, это соотношение вызывает постоянный скептицизм ученых. Невозможно безопасно взять кровь у плода на ранних сроках беременности, исследователи не подтвердили фундаментальную гипотезу соотношения: разница в длине ключевых цифр коррелирует с различиями в уровнях гормонов в крови плода в течение первого триместра беременности, когда начинают формироваться пальцы. Вместо этого ученые обратились к косвенным свидетельствам. По словам Мэннинга, наиболее убедительными подтверждениями гипотезы являются исследования, проведенные на животных, в ходе которых допускалась корректировка гормональной среды во время беременности.

В одном из исследований эмбриолог Мартин Кон из Университета Флориды в Гейнсвилле и его тогдашний постдок Чжэнги «Патрик» Чжэн изменили активность рецепторов, которые реагируют на гормоны. Пара исследователей стимулировала рецептор андрогена, вводя беременным самкам мышей дигидротестостерон (ДГТ), наиболее распространенную форму тестостерона в организме, или давала им эстроген, чтобы стимулировать его рецептор. Через три недели после рождения самок исследователи измерили влияние своих манипуляций на задние лапы детенышей.

Как сообщили ученые в статье 2011 года в журнале PNAS, у детёнышей-самок повышение активности рецепторов андрогенов у матери увеличивало рост четвертого пальца и вело к более низкому соотношению 2D: 4D. Напротив, стимуляция рецепторов эстрогенов ограничивала удлинение четвертого пальца и приводила к более высокому соотношению 2D: 4D у потомства мужского пола.

«Половые гормоны могут подключиться к генетической цепи, контролирующей рост скелета»,

- заключает Кон.

И поскольку

«механизмы, контролирующие развитие конечностей у всех позвоночных, очень и очень консервативны»,

- говорит он, — гормоны, вероятно, действуют аналогичным образом у людей.

Но результаты другого исследования на животных противоречат этим выводам. Когда нейробиолог Сабина Хубер, которая сейчас работает в Мюнстерском университете в Германии, и ее коллеги попытались повторить исследование Чжэна и Кона, они получили противоположные результаты. Повышение уровня ДГТ у беременных мышей вызывало «более женское» (т.е. высокое) соотношение пальцев в задних лапах самцов, тогда как блокирование рецептора андрогенов приводило к более низким («мужским») соотношениям у самок. Хубер говорит, что не уверена, почему эти результаты, представленные в PloS One в 2017 году, не совпадают с результатами другого исследования, но она говорит, что различия между линиями мышей, которые использовала она и команда Кона, могли внести свой вклад.

Критики полагают, что неубедительные результаты двух крупных исследований, в которых геном сканировали на предмет вариантов генов, связанных с длиной пальца, также вызывают сомнения в отношении соотношения 2D: 4D. Эванс и его коллега Сара Медланд, статистический генетик из Бергхофеского медицинского исследовательского института в Брисбене, проанализировали данные о тысячах людей, ища взаимосвязь между соотношением и вариантами в молекулярных путях, которые контролируют уровень тестостерона или реакцию на гормон. Два исследования прошли впустую.

«Мы не нашли убедительных доказательств участия тестостерона в формировании соотношения»,

- утверждает Медланд.

Скептики предполагают, что соотношение 2D:4D может быть статистически бессмысленным. По словам некоторых статистиков, отношения по своей сути проблематичны, потому что они могут запутать взаимосвязь между двумя переменными.

«Заключение, основанное на соотношении, вероятно, будет нецелевым и вводящим в заблуждение»,

- говорит Гэри Паккард, почетный профессор биологии из Университета штата Колорадо в Форт-Коллинзе, который много писал о подводных камнях статистики.

По словам Каррана-Эверетта, прежде чем использовать соотношение, исследователи должны проверить, что оно соответствует определенным математическим критериям: график двух его переменных должен давать линию, проходящую через начало координат, что указывает на то, что переменные отношения имеют постоянную взаимосвязь. Но когда биолог-эволюционист Ярослав Флегр из Карлова университета в Праге и его коллеги провели этот тест в двух исследованиях по сотням измерений длины пальцев, соотношение 2D: 4D не соответствовало критериям.

Более сложные математические подходы к данным показали, что очевидная разница в соотношении 2D: 4D между полами является просто функцией больших мужских рук. У мужчин безымянные пальцы могут быть длиннее, потому что, по мере того, как руки увеличиваются, пальцы растут неравномерно — четвертый палец удлиняется больше, чем второй. При проведении исследования 2017 года Флегр и его коллеги работали с учеными из Университета Тиссайд в Мидлсбро, (Великобритания), чтобы выявить разницу в размерах рук в их данных. Разница в соотношении цифр между мужчинами и женщинами изменилась — теперь у мужчин были более высокие значения. Эта инверсия предполагает, что широко известная половая разница в соотношении 2D: 4D

«не является эффектом воздействия тестостерона, это -эффект размера рук»,

— говорит Флегр.

Это открытие может помочь объяснить еще одну проблему, которую критики отмечают в исследованиях соотношения 2D:4D: результаты экспериментов часто невозможно воспроизвести. Мелисса Хайнс, психолог и нейробиолог, изучающая гендерное развитие человека в Кембриджском университете в Соединенном Королевстве, однажды признала справедливость этого соотношения. Но она передумала, когда попросила некоторых студентов повторить опубликованные исследования для их проектов последнего года обучения. Несмотря на то, что студенты, казалось, дублировали процедуры исследований, они не смогли получить те же самые результаты.

«Я не говорю, что андрогены вообще не важны для исследований человеческого поведения. Это действительно так, — утверждает она. — Я просто не думаю, что соотношение пальцев является научно обоснованным показателем в исследованиях гормональной среды в период раннего развития».

Уоллен говорит: свидетельства, что пальцевый индекс отражает уровень гормонов, настолько слабы, что, когда он 7 лет назад стал редактором журнала «Hormones and Behavior» («Гормоны и поведение»), то решил прекратить принимать статьи, в которых они используются таким образом. Ворачек, который, как и Хайнс, когда-то считал достоверным сравнение длины пальцев, теперь говорит, что исследование соотношения 2D: 4D является примером кризиса воспроизводимости, который возник во многих областях науки за последние несколько лет. По его словам, интригующие результаты, которые появляются в небольших исследованиях, исчезают, когда ученые исследуют большие группы или проводят метаанализ.

Ворачек добавляет, что внедрение некоторых практик, рекомендованных для повышения достоверности исследований, может помочь укрепить науку и, возможно, преодолеть разрыв между сторонниками и противниками надежности соотношения 2D: 4D. Эти меры включают заранее распланированные исследования, где авторы с конфликтующими идеями излагают свои цели и методы перед выполнением работы, а затем в состязательное сотрудничестве смотрят чья теория лучше объясняет данные, полученные по общей методике.

Но на данный момент скептики и сторонники соотношения 2D: 4D, похоже, не согласны друг с другом. Исследователи, которые полагаются на это соотношение, не публикуют свои работы в «Гормонах и поведении», но делают это в других журналах. В этом году уже вышло более 20 работ, использующих соотношение упомянутых выше показателей.

Источник Science

Перевод Алёны Юрченко

Пальцевый индекс оказался не связан с изменением уровня тестостерона у мужчин

Отношение длины указательного пальца к длине безымянного (также известное как пальцевый индекс или 2D/4D) никак не связано с изменением уровня тестостерона во время физической нагрузки у мужчин. Это выяснили польские ученые, которые оценили корреляцию между пальцевым индексом и тестостероном у 93 мужчин: это может означать, что внутриутробное влияние половых гормонов на длину пальцев, скорее всего, нельзя оценивать по уровням половых гормонов во взрослом возрасте. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.

Впервые метрику пальцевого индекса 2D/4D (отношение длины указательного пальца к безымянному) ученые описали в 1930 году: тогда на сравнительно репрезентативной выборке (402 мужчины и 218 женщин) удалось показать, что 2D/4D у женщин больше, чем у мужчин. После этого, уже ближе к концу прошлого века и началу этого, эти результаты не раз подтверждали; кроме того, отношение 2D/4D связывали с различными психологическими показателями: так, несколько лет назад ученые показывали, что чем короче указательный палец по отношению к безымянному у мужчины, тем дружелюбнее он относится к женщинам.

Разумеется, вариативности 2D/4D предлагают биологическое объяснение — влияние половых гормонов на плод во время внутриутробного развития: упрощенно, поэтому, пальцевый индекс можно назвать вторичным половым признаком. Впрочем, результаты исследований, проведенных на людях, противоречивы: некоторые работы указывают на то, что пренатальный уровень половых гормонов в действительности влияет на 2D/4D, а вот в некоторых работах такой связи не обнаруживалось. 

При этом связь между половыми гормонами и пальцевым индексом может быть не так очевидна: некоторые исследования предполагают, что повышенное внутриутробное воздействие гормонов не приводит к их повышенному уровню во взрослом возрасте, а скорее — к повышенному выделению в определенных ситуациях (например, при физических нагрузках). Другими словами, пальцевый индекс может отражать не концентрацию половых гормонов в организме, а то, как они выделяются, например, при стрессовой реакции.

Впрочем, и здесь результаты противоречивы: в основном — из-за небольших выборок существующих исследований. Марта Коваль (Marta Kowal) из Вроцлавского университета и ее коллеги решили это исправить: в их исследовании приняли участие 93 человека — больше, чем во всех предыдущих исследованиях. У участников измерили отношение 2D/4D на правой и левой руке, а также собрали информацию о возрасте, росте, весе и частоте физических нагрузок. 

В качестве задания участникам необходимо было пройти комплексную силовую и кардиотренировку; до и после тренировки у мужчин собрали образцы слюны: помимо тестостерона ученые также измерили уровень кортизола, так как уровни стрессовых и половых гормонов при стрессовой реакции могут быть взаимосвязаны.

Несмотря на то, что уровень тестостерона у мужчин значимо (p < 0,001) вырастал после тренировки, с пальцевым индексом ни левой, ни правой руки его изменение связано не было — также с ним не был связан и изначальный уровень тестостерона до начала тренировки. То же отсутствие корреляции наблюдалось и для других переменных, включая индекс массы тела и возраст. Единственным показателем, который был значимо связан с уровнем тестостерона до тренировки и с его изменением, оказался уровень кортизола (p < 0,001).

Авторы работы, таким образом, не нашли подтверждений тому, что пальцевый индекс 2D:4D как-то коррелирует с изменением тестостерона у мужчин. Это не означает, что уровень влияния половых гормонах при внутриутробном развитии также не влияет на этот показатель, а скорее показывает, что уровень половых гормонах во взрослом возрасте с этим индексом, скорее всего, в действительности не коррелирует — и измерять его может быть бесполезно.

Елизавета Ивтушок в N+1