Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ОБ АВТОРАХ

Джакомо Риццолатти (Giacomo Rizzolatti), Леонардо Фогасси (Leonardo Fogassi) и Витторио Галлезе (Vittorio Gallese) работают в Пармском универ-ситетае (Италия). Риццолатти — декан факультета нейробиологии, а Фогасси и Галлезе — адъюнкт-профессоры. В начале 1990-х гг., изучая моторные сис­темы головного мозга человека и обе­зьян, они впервые обнаружили сущес­твование нейронов с «зеркальными» свойствами. С тех пор деятельность ис­следователей посвящена изучению зер­кальных нейронов приматов и человека, а также участия моторных систем мозга в познавательных процессах.

способами распознавания эмоций существуют глубокие различия: в первом случае человек выводит умозрительное заключение о ха­рактере переживаний, но сам их не испытывает; во втором происходит непосредственное узнавание ощу­щений — зеркальный механизм вы­зывает у наблюдателя точно такое же эмоциональное состояние, что и у наблюдаемого. Выражая ближ-

нему сочувствие словами «Я чувс­твую твою боль», мы. как правило, и сами не осознаем, насколько точ­но эта фраза отражает глубинную суть вещей.

В качестве наглядного примера можно привести отвращение — эмоцию, выражение которой по­рой имеет для животных и чело­века жизненно важное значение. Выражая чувства в их наиболее

примитивной форме, животное предупреждает сородичей, что объект, который он обнюхал и поп­робовал, несъедобен, а возможно, и опасен. В исследовании, прове­денном совместно с французскими нейробиологами методом МРТ. мы решили проверить предположе­ние, что чувство омерзения, вы­званное вдыханием зловония, и созерцание гримасы брезгливости на лице другого индивида вызыва­ет активацию одних и тех же час­тей центральной доли (островка) коры головного мозга человека. В наших опытах зеркальные ней­роны островка активизировались и в том случае, когда испытуемые сами обоняли неприятный запах, и когда они видели соответствую­щее выражение лица другого че­ловека.

Таня Сингер (Tania Singer) из Лондонского университетского колледжа обнаружила сходное поведение зеркальных нейронов у людей, ощущавших боль, и у со­переживавших им наблюдателей. Участникам опытов причиняли боль с помощью электрического разряда, а затем они наблюдали, как электроды подключаются к руке другого добровольца, и пода­ется сигнал к началу воздействия. В обоих случаях у испытуемых от­мечалась активация одних и тех же участков переднего островка и передней поясной коры.

Результаты, полученные в ходе эксперимента, показывают, что люди способны понимать чувства (или хотя бы сильные отрицатель­ные эмоции) за счет их непосредс­твенного отображения на те части мозга, что отвечают за висцераль­ные моторные реакции. Конечно, такой зеркальный механизм по­нимания чужих ощущений не мо­жет дать исчерпывающего объяс­нения всем формам социального познания. Однако он определяет функциональный нейробиологи-ческий субстрат некоторых форм межличностных отношений, на

которых основаны более сложные формы социального поведения, что, возможно, и позволяет нам проникаться чувствами других лю­дей. Не исключено, что нарушение работы зеркальной системы мозга лишает человека способности к со­переживанию, что, например, ха­рактерно для детей, страдающих аутизмом [см. в этом номере жур­нала: Оберман Л. и Рамачандран В. Разбитое зеркало: теория аутиз­ма).

Как показывают недавние иссле­дования, система зеркальных ней­ронов головного мозга принимает принципиальное участие и в осво­ении животными новых навыков. Хотя подражателя нередко назы­вают «обезьяной», имитационные способности у этих животных до­статочно ограничены: они плохо развиты у низших приматов и иг­рают незначительную роль в жиз­ни шимпанзе, горилл и других че­ловекообразных. Напротив, у людей подражательство служит одним из важнейших средств обучения и ов­ладения новыми навыками, речью и культурой. Обязаны ли мы этим преимуществом системе зеркаль­ных нейронов? Одно из первых сви­детельств в пользу данного пред-

положения получил М. Якобони. который провел МРТ-изучение го­ловного мозга людей, наблюдавших или имитировавших движения пальцев руки. В обеих ситуациях отмечалась активация части систе­мы зеркальных нейронов, локализо­ванной в НФИ.

Однако в подобных исследовани­ях движения, воспроизводимые ис­пытуемыми, были очень простыми и часто используемыми в жизни. А какую роль могут играть зеркаль­ные нейроны, когда человек пы­тается посредством подражания научиться выполнять сложные и совершенно новые для него дейс­твия? Для ответа на этот воп­рос Джованни Буччино (Giovanni Buccino) из Пармского университе­та недавно провел МРТ-исследова-ние головного мозга людей, которые пытались брать аккорды на гитаре, посмотрев, как то же самое дела­ет профессиональный гитарист. Наблюдение за музыкантом сопро­вождалось активацией фронталь­но-теменной системы зеркальных нейронов. Более сильное возбужде­ние в данной области отмечалась при попытке воспризведения ис­пытуемыми движений руки гита­риста. Любопытно, что когда участ-

ники эксперимента, следя за рукой музыканта, перебирающей струны, готовились собственноручно повто­рить то же самое, отмечалась акти­визация еще одной области мозга. Речь идет о префронтальном поле 46 — части моторной коры, связан­ной с рабочей памятью и моторным планированием и. таким образом, играющей ключевую роль в упо­рядочении элементарных двига­тельных актов в сложное действие, которое намеревается выполнить человек.

С тех пор как были открыты зер­кальные нейроны, минуло всего десять лет. Исследователям еще предстоит разгадать многие тай­ны, связанные с работой данной системы мозга, в том числе и отве­тить на вопрос о возможной роли зеркальных нейронов в развитии речи — одного из самых сложных когнитивных навыков в жизни людей. Ведь система зеркальных нейронов включает и поле Бро-ка — главный корковый центр, связанный с речью. И если, как полагают некоторые лингвисты, человеческая коммуникация на­чалась с мимики и жестикуляции, то зеркальные нейроны, возможно, принимали важнейшее участие в эволюции речи и языка, щ

Перевод: В.В. Свечников ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

■ Autonomic Responses of Autistic Children to People and Objects. William Hirstein, Portia Iversen and Vilayanur S. Ramachandran in Proceedings of the Royal Society of London B, Vol. 268, pages 1883—1888; 2001.

■ EEG Evidence for Mirror Neuron Dysfunction in Autism Spectrum Disorders. Lindsay M. Oberman, Edward M. Hubbard, Joseph P. McCleery, Eric L. Altschuler, Jaime A. Pineda and Vilayanur S. Ramachandran in Cognitive Brain Research, Vol. 24, pages 190—198; 2005.

■ A Brief Tour of Human Consciousness. New edition. Vilayanur S. Ramachandran. Pi Press, 2005

Изучение системы

зеркальных

нейронов мозга

поможет ученым

понять природу

аутизма и

разработать новые

подходы

к его диагностике

и лечению

а первый взгляд, ребенок, больной аутизмом, ничем не отличается от своих сверстников. Однако, попытавшись разговорить его. вы скоро поймете, что с ним творится что-то неладное: он избегает вашего взгляда, нервни­чает, может даже начать биться го­ловой о стену. Охваченный крайним смущением, он не в состоянии под­держать даже самую простую бесе­ду. Ему не чужды чувства страха, гнева и удовольствия, но он глух к переживаниям других людей и не замечает тонких оттенков их пове­дения, понятных большинству его сверстников.

Аутизм, которым страдает около 0.5% американских детей, пред­ставляет собой одну из форм на­рушения развития. В 1940-х гг. он впервые был описан двумя специ­алистами — американским психи­атром Лео Кэннером (Leo Kanner) и австрийским педиатром Хансом Аспергером (Hans Asperger). Ничего не зная о работе другого, исследо­ватели, словно сговорившись, при­своили обнаруженному синдрому одно и то же название — аутизм (от греческого слова autos — «сам»). Оно как нельзя лучше отражает сущность расстройства — ведь его основным признаком является вы-ключенность человека из социаль­ных взаимодействий.

Описав недуг, медики задума­лись о его причинах. Они установи­ли, что аутизм может передавать­ся по наследству, однако немалую роль в его возникновении играют другие факторы. В конце 1990-х гг. сотрудники нашей лаборатории в Калифорнийском университете в Сан-Диего решили выяснить, име­ется ли связь между аутизмом и не­давно открытым классом нервных клеток, получивших название зер­кальных нейронов. Именно им че­ловек обязан своей способностью распознавать намерения и эмоции других людей, поэтому мы предпо­ложили, что некоторые симптомы аутизма могут возникать вследс-

твие дисфункций системы зеркаль­ных нейронов.

Объяснение симптомов

Основными признаками аутиз­ма считаются социальная изоли­рованность, нежелание смотреть в глаза собеседнику, дефекты речи и неспособность к сопережива­нию. Однако расстройство нередко сопровождается и менее явными симптомами. Так. многие больные аутизмом не понимают метафор, иногда воспринимая их слишком буквально, не могут воспроизвести действия других людей. Они могут быть озабочены пустяками, но не обращать внимания на существен­ные события (особенно социально­го плана). И, наконец, нередко они испытывают отвращение к опреде­ленным звукам, вызывающих у них сильную тревогу.

Теории возникновения аутизма можно разделить на две группы: анатомические и психологические. Эрик Корчесн (Eric Courchesne) из Калифорнийского университета в Сан-Диего и ряд других анатомов обнаружили у детей с аутизмом ха­рактерные аномалии в развитии мозжечка — мозговой структуры, ответственной за координацию сложных произвольных движений. Но повреждения мозжечка, обус­ловленные кровоизлиянием в мозг, обычно вызывают тремор, нару­шение походки и аномальные дви­жения глаз, однако при аутизме подобные симптомы наблюдаются крайне редко. И наоборот, показа­тели, типичные для аутизма, ни­когда не отмечаются у пациентов с пораженным мозжечком. Таким образом, патологические измене­ния данной структуры у детей с аутизмом представляют собой ско­рее всего побочные эффекты рабо­ты аномальных генов, а истинные причины расстройства имеют иное происхождение.

Наиболее оригинальное объяс­нение аутизма предложили Юта Фрит (Uta Frith) из Лондонского уни-

верситетского колледжа и Саймон Бэрон-Коэн (Simon Baron-Cohen) из Кембриджского университета. Главную причину заболевания они усматривают в неспособности чело­века «создавать теории о чужой пси­хике». По мнению исследователей, выстраивать сложные гипотезы о психических особенностях других людей нам позволяют особые ней­ронные цепи в головном мозге, бла­годаря которым мы предугадываем поведение окружающих. Однако тео­рия Фрит и Бэрон-Коэна не объясня­ет многообразия симптомов аутизма, на первый взгляд не связанных друг с

другом. Исследователям необходимо в первую очередь идентифицировать мозговые механизмы, нарушение ко­торых вызывает аутизм.

Один из подходов к изучению данного вопроса изложен в рабо­те Джакомо Риццолатти (Giacomo Rizzolatti) из Пармского универси­тета в Италии (см. в этом номере: Галлезе В.. Риццолатти Д. и Фогас-си Л. Зеркальная часть мозга). В 1990-х гг. итальянские исследова­тели изучали активность нервных клеток головного мозга макак, вы­полнявших целенаправленные

действия. Как известно, некоторые нейроны премоторной коры (части фронтальной доли мозга) участву­ют в управлении произвольными движениями. Так. например, один нейрон генерирует импульсы, когда животное протягивает руку к лежа­щему рядом арахису, другой — ког­да оно нажимает на рычаг, и т. д. Данные клетки мозга называют мо­торными командными нейронами. Риццолатти и его коллег удивило то обстоятельство, что некоторые популяции моторных командных нейронов генерировали разряды даже в том случае, когда обезьяна

не действовала сама, а наблюдала, как те же движения выполняет дру­гая особь или человек. Как показали дальнейшие исследования с исполь­зованием методов нейровизуализа-ции. такие «зеркальные нейроны» присутствуют и в соответствую­щих областях мозговой коры чело­века. Исследователи предположили, что зеркальные нейроны (а точнее, нейронные сети, частью которых они являются) не только посыла­ют моторные команды к мышцам, но и позволяют обезьянам и лю­дям определять намерения других

индивидов путем мысленного вос­произведения их действий. Если у животных роль данных систем ог­раничена предсказанием простых целенаправленных действий, то у человека зеркальные клетки могут опосредовать способность к интер­претации более сложных намере­ний.

Позже было доказано, что зер­кальные нейроны имеются и в других частях головного мозга че­ловека (например, в поясной и ос-тровковой коре), и они могут при­нимать участие в таких сложных формах эмоционального поведе­ния, как сопереживание. Изучая переднюю область поясной коры бодрствующих людей, исследова­тели обнаружили, что некоторые нейроны, активизирующиеся в от­вет на болевое воздействие, генери­руют импульсы и в том случае, ког­да испытуемый видит, что другому человеку больно. Не исключено, что зеркальные нейроны отвечают и за подражательные способности, сла­бо развитые у человекообразных обезьян и играющие огромную роль в жизни людей.