Загрузка...
НАША ПСИХОЛОГИЯ: Александр Яковлевич, если один человек зевнул и другому тоже сразу захотелось зевнуть – в этом «виноваты» зеркальные нейроны?
АЛЕКСАНДР КАПЛАН: Вы знаете, зеркальные нейроны – это концепция. Одна из самых красивых в настоящее время концепций в нейробиологии. Да к тому же и самая растиражированная. Ее привлекают для объяснения разных феноменов. В том числе феномена заразительности зевания или улыбки. Ее приспособили для объяснения самых важных явлений природы человека.
Досье Александр КАПЛАН – психофизиолог, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов (ННКИ) биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова.
Как вы думаете, почему один человек сопереживает другому? Почему в разговоре мы повторяем слова и даже мимику собеседника? Аутисты сопереживать не могут, значит у них не работают зеркальные нейроны? Как человек осваивает язык, что лежит в основе рождения цивилизации? Все это – результат деятельности зеркальных нейронов, считает известный невролог и популяризатор науки Вилейанур Рамачандран.
Сама концепция витала в воздухе давно. Среди прочих исследований лет тридцать назад психолог Ульф Димберг из Университета Уппсалы (Швеция) провел любопытный эксперимент. С помощью прикрепленных к лицевым мышцам испытуемых датчиков он изучал, как реагируют эти мышцы на изображения лиц, показываемых испытуемому на экране. Лица отображали разные эмоции. Оказалось, что у человека спонтанно поднимались уголки рта, если он видел на экране изображение улыбающегося лица. И опускались – если лицо было грустное. Испытуемые совершенно неосознанно переживали те же эмоции, которые видели на картинке. Конечно, можно объяснять этот и другие подобные феномены чисто психологически, например тем, что испытуемые как бы сопереживали своему экранному визави. Однако не было объяснений того, какие же мозговые или нейронные механизмы лежат в основе подобных феноменов. Концепция о зеркальных нейронах все разъяснила. Но это всего лишь концепция, предположение, а что же происходит на самом деле? Это требует отдельного разговора…
НП: Интересно, то есть вы не согласны с этой концепцией?
А.К.: Давайте разбираться поэтапно. Как появилась концепция о зеркальных нейронах? В начале девяностых итальянский нейробиолог из Университета Пармы Джакомо Риззолатти вместе со своими коллегами изучал мозговые механизмы поведения у парочки макак, обитавших в университетском виварии. Ученым особенно было интересно, какие нервные клетки в коре головного мозга обезьян активируются при выполнении макаками целевых движений рукой. Через дырочки в черепе тонкие электроды подводились к отдельным нервным клеткам, и таким образом следили за их электрической активностью при выполнении обезьяной разных действий. Обезьяне подносили коробку, и она привычно запускала туда руку, доставала банан. Находились нервные клетки, которые активировались только при таком движении руки.
Ученые были довольны – приоткрывалась завеса над механикой мозга: в процессе обучения определенные группы клеток брали на себя управление выученным движением. Стройную картину однажды чуть не разрушил молодой сотрудник, который в отсутствие шефа случайно заметил, что эти нейроны выученного движения активируются не только когда макаки достают банан, но и тогда, когда это делает сам экспериментатор! Шеф предположил, что случайное наблюдение сотрудника объясняется тем, что обезьяна видела его действия с бананом и от нетерпения повторяла их. Потому и срабатывали нейроны движения!
КАКАЯ БОЛЬ…
Человек способен ощутить боль другого. Так, в эксперименте с использованием томографа было продемонстрировано, что при уколе булавкой и наблюдении за тем, как такой укол делают другому человеку, активируются одни и те же болевые зоны. Любопытно, что на интенсивность восприятия чужой боли влияют отношения. Таня Сингер и ее коллеги из Института неврологии, который входит в состав Университетского колледжа в Лондоне, пригласили принять участие в исследовании 16 пар. Ученые подключили партнеров к томографу и наблюдали за изменением активности мозга, когда либо сам человек, либо партнер получали краткий удар электрическим током. Испытуемые не видели лиц, но по индикаторам могли понять, кто следующий получит разряд. В обоих случаях активизировались одни и те же участки мозга – с одним лишь исключением. При воображаемом ударе не реагировала соматосенсорная кора мозга.
По мнению Сингер, этот опыт прекрасно демонстрирует, как работает механизм эмпатии. Когда мы ощущаем боль другого человека, у нас активизируются те области мозга, которые связаны с эмоциональным аспектом боли, а не ее физическими последствиями. В ходе эксперимента испытуемых тестировали на уровень эмпатии. Оказалось, что у более чутких партнеров реакция мозга на боль, причиняемую другому, выражалась ярче.
Но когда опыт повторили, то увидели, что, наблюдая, как достают ее банан, обезьяна никаких движений не делала, а нейроны движения ак-тивировались! Вот тут ученым и пришла мысль о том, что найденные ими нейроны активируются не только при реальном, но и при воображаемом движении. Так появилась концепция зеркальных нейронов.
Ученые предполагают, что у человека таким же образом приобретаются навыки речи, мимики и жестов, формируются нормы поведения и даже сами законы человеческого общения. Замечательная концепция объясняет глубинные истоки самой цивилизации. Но все ли в порядке с доказательным материалом?
НП: Зеркальные нейроны есть у всех живых организмов или только у обезьяны и человека?
А.К.: Харизматический Вилейанур Рамачандран и многие другие не менее известные в науке о мозге исследователи предполагают, что зеркальные нейроны есть у всех животных, и, конечно же, в первую очередь у человека. Но вспомните – исходные эксперименты с вживлением в мозг электродов проводились на обезьянах. В отношении человека подобных исследований не было, и надежные данные о существовании зеркальных нейронов отсутствуют.
НП: Погодите, неужели нельзя обойтись без вживления электродов? Ведь современная наука и медицина имеет целый арсенал различных аппаратов, помогающих наблюдать за деятельностью мозга и без вскрытия черепной коробки.
А.К.: Все эти методы без исключения не дают возможности наблюдать за активностью отдельных нервных клеток. Поэтому мы можем говорить лишь о концепции зеркальных нейронов. К примеру, в мозг человека без вскрытия позволяет «заглянуть» метод магнитно-резонансной томографии. На мой взгляд, на основании данных МРТ только гипотетически можно рассуждать о работе зеркальных нейронов. Тем не менее, именно этим методом проверялось одно из центральных предположений этой концепции о том, что у аутистов соответствующие нейроны могут активироваться только при собственном действии, но никак не при наблюдении за похожим действием другого человека. Это было бы объяснением того, почему у аутистов снижено сопереживание другому человеку. «Разбитые зеркала» – так назвали проблему аутистов. Увы, это предположение не подтвердилось. По этому поводу идут большие споры среди ученых…
Во всяком случае, в декабре прошлого года в респектабельном научном журнале «Современная биология» вышла статья известных исследователей из Великобритании Джеймса Килнера и Роджера Лемона: «Что мы сегодня знаем о зеркальных нейронах?» Среди огромного числа научных статей про концепцию зеркальных нейронов авторы нашли только 25, в которых нечто похожее на активность зеркальных нейронов было описано. Причем все опыты, про которые рассказывали исследователи, проводились только на обезьянах. Авторы статей признают, что сама концепция зеркальных нейронов, в общем-то, под вопросом.
Мне лично больше нравится другая версия, которая опирается на эксперименты Улофа Димберга. Исследователь считает, что это не нейроны движения и не зеркальные нейроны – это нейроны, в связях которых хранится модель выученного движения. Их активация говорит о том, что животное вспоминает или «представляет» себе это движение. Эта система нейронов активируется во всех случаях, когда нужна модель движения: и при самом движении, и при воспоминании об этом движении, и при наблюдении за подобным движением.
НП: Концепций может быть много, а на практике-то что с этим делать? Есть вот нейроны «двойного действия», а нам, простым людям, что с того?
А.К.: Гипотеза Улофа Димберга «простым людям» может оказаться очень полезной. Ведь вспышка активности этих нейронов выдает намерение человека выполнить какое-то действие. А значит, можно создать компьютерную систему расшифровки намерений и передачи их на исполнительные механизмы. Обезьяне достаточно будет только подумать о том, что она берет банан, чтобы с помощью нейрокомпьютерного интерфей-са обнаружить и исполнить ее намерение: подать ей банан механическим манипулятором, управляемым электрической активностью мозга. Такая система называется «интерфейс “мозг – компьютер”». Она полезна и человеку. В нашей лаборатории интерфейс «мозг – компьютер» позволяет набирать тексты буква за буквой на экране компьютера, не прикасаясь к клавиатуре, силой одного намерения!
Эта разработка будет полезна людям, у которых после инсульта или травмы пропала речь и парализовало конечности. Для них технология набора текстов волевыми усилиями – это как заново научиться говорить. Более того, у таких пациентов можно зарегистрировать намерение сжать-разжать кисть, двинуть конечностью, но нет самого действия. В ранний период реабилитации мозгу надо помочь подкрепить эти усилия реальным действием, чтобы попытаться восстановить движение. Что делать, если рука не может «ответить» мозгу? В таком случае можно создать нейротренажеры – экзоскелетные конструкции, которые будут работать с конечностями по командам от интерфейсов «мозг – компьютер». Намерения парализованного человека будут претворяться в движения конечностей. Можно надеяться, что такая тренировка не пройдет даром, и многие движения восстановятся.
Действующие макеты этих технологий сейчас разрабатываются и испытываются в нашей лаборатории по заданию Министерства здравоохранения.
Вот видите, одни и те же данные о необычной активности нейронов, полученные Джакомо Риззолатти, могут укладываться в разные концепции. Но в любом случае концепция зеркальных нейронов дала ученым новую пищу для размышлений, а читателям – увлекательные истории о механизмах мозга.
НП: Но мне кажется, что исследования, связанные с тем, чтобы силой мысли приводить в действия какие-либо системы, начались гораздо раньше, чем Риззолатти провел свой эксперимент…
А.К.: Конечно, все началось гораздо раньше, с наблюдений спортивных тренеров, которые поняли, что одно лишь представление о сложном упражнении может способствовать его успешному выполнению. Это своего рода идеомоторная тренировка – тренировка в уме.
НП: Скоро ученые смогут читать и мысли других людей?
А.К.: Однозначного мнения нет. Но большая часть исследователей, в том числе и я, полагают, что мысли никогда нельзя будет читать техническими средствами. Одно дело простые намерения – хочу сжать правую кисть или левую. Но допустим, я представляю яблоко или дом… Ученым не удается найти устойчивое отражение даже такого рода простых образов, не говоря уже о более сложных – «яблоко раздора» или «кошкин дом» – в активности нейронов. Да и вряд ли человеку нужно уметь читать чужие мысли посредством прикрепленных к голове датчиков. Гораздо интереснее догадываться о мыслях друг друга в живом разговоре, даже иногда ошибаясь.
