Ажиотаж по поводу зеркальных нейронов, конечно, уже не такой сильный как был, и именно поэтому мы решили поразбираться в этой теме спокойно, без лишней шумихи. Зеркальными нейронами объясняли все: от воздействия медитации на людей до сложных бизнес-процессов. Как обстоят дела на самом деле и можно ли использовать зеркальные нейроны в своих целях?
Что это такое
Рассказываем с самого начала. Открытие принадлежит группе итальянских ученых во главе с Джакомо Риццолатти. В 1993 году они обнаружили странную активность мозга у макак (которым засунули электроды в голову). Некоторые зоны теменной, лобной и височной областей начали вытворять нечто, что до сих пор ученые мужи никогда не видели.
А именно: одинаково реагировали на действие и на наблюдение за таким же действием. Берет обезьянка орех, и какая-то область активизируется. Смотрит, как орех берет экспериментатор – происходит точно то же самое.
Риццолатти назвал обнаруженные группы нейронов зеркальными, написал статью и тут же отправил в авторитетный журнал, но ему сказали, что открытие так себе, и публиковать не стали. Но ученый был уверен в успехе и не отступил. В итоге его открытие увидело свет в 1996 году в не менее серьезном журнале. И ой, что тут началось!
Судьба открытия
Мозг и сознание вообще находятся за гранью нашего понимания. И когда появляются такие значимые теории, их упорно притягивают за уши к любым явлениям. С обывательской точки зрения зеркальными нейронами можно объяснить множество процессов, но проблема в том, что существование этих нейронов у человека не доказано.
Да, наш мозг очень похож на мозг приматов, и с помощью МРТ и ЭЭГ (электроэнцефалограммы) можно засечь активность тех самых областей в подобных экспериментах. Но даже эти функциональные исследования подтверждают теорию лишь косвенно.
Приведем простой пример: человеку делают ультразвуковое исследование брюшной полости и находят какое-то образование в печени. Врач может сказать, ткань в нем или жидкость, отграничено ли оно капсулой, назвать размеры, но он не поставит точный диагноз – его мы узнаем только при пункции (если отщипнем кусочек и рассмотри его под микроскопом).
То же самое с МРТ и ЭЭГ: активность есть, но она может идти от других нейронов. Чтобы узнать, являются ли они зеркальными, нужно сделать то же самое, что профессор Риццолатти – поместить электроды в мозг живого человека.
Еще одно доказательство
И в 2010 году американские ученые сделали это. Они поместили электроды в кору лобных и височных долей людям с эпилепсией, чтобы определить эпилептический очаг и в дальнейшем удалить его. И заодно провели эксперименты, которые бы подтвердили или опровергли наличие зеркальных нейронов у человека.
Так, ученые заметили активность одних и тех же групп нейронов как во время хватательных движений и гримасничанья, так и во время наблюдения за теми же действиями со стороны. Все обрадовались и заявили, что да, нейроны таки есть.
Однако открытие американцам не засчитали. Во-первых, сказали независимые эксперты, 21 человек – это вообще-то мало для подобных выводов. А во-вторых, добили они, вы поместили электроды не в те зоны коры, где у макак находятся зеркальные нейроны, а в те, которые отвечают за память. И есть подозрение, что нейроны ведут себя так, потому что реагируют на воспоминание, а не на действие.
Поэтому мы все по-прежнему ждем доказательств. Ведь все теории и эксперименты вокруг зеркальных нейронов объясняют многие вещи в нас самих. И помогают как в повседневном поведении, так и в бизнесе.
Области применения
Зеркальные нейроны могут объяснить развитие речи, обучение младенцев поведению и разные неврологические и психиатрические заболевания.
Давайте подробно рассмотрим то, что можно использовать в нашей сфере.
1. Эмпатия
На вечеринке вы подходите к смеющейся группе людей и начинаете улыбаться еще до того, как услышите очередную шутку. Или близкий человек рассказывает вам о своей беде. Как вы будете чувствовать себя? Способность понимать эмоциональное состояние другого ученые тоже объясняют зеркальными нейронами.
Когда мы наблюдаем за человеком, нейроны отражают в том числе и его состояние - так мы понимаем, что он чувствует, и фактически ощущаем то же самое.
2. Немедленное понимание
Человек смотрит на вещь, и мы тут же понимаем его намерения. При этом нам не нужна никакая логическая цепочка, мы осознаем все мгновенно. Например, во время обеда кто-то смотрит на чашку, и мы уже знаем, что он будет делать: выпьет содержимое или вымоет ее.
4. Эффект толпы
По сути, то же подражание, но немного иначе. Это часто бывает: в моду входит совершенно кошмарная вещь, которую вы ни при каких обстоятельствах не надели бы на себя. Но вот она попадается вам на глаза все чаще, и вы уже не относитесь к ней так категорично. А спустя какое-то время обнаруживаете себя примеряющим угги в магазине.
Продажи многих гигантов рынка теперь не выглядят такими уж ошеломляющими? В том смысле, что даже если у компании случается провал (айфон Х в минус ноль, привет!), их продукцию все равно продолжают покупать.
5. Слух и обоняние
Зеркальные нейроны реагируют не только на визуальные раздражители. Например, макака разворачивает орех из шуршащей упаковки, а потом слышит, как кто-то делает то же самое. В обоих случаях активна определенная зона коры головного мозга. То же происходит и с нашим носом.
Вы наверняка читали не одну статью о том, как ненавязчивые приятные мелодии и вкусные запахи в торговых центрах влияют на решение посетителей что-то купить.
Американский психиатр Алан Хирш с помощью эксперимента доказал, что определенные запахи могут значительно поднять уровень продаж: в продуктовом отделе это запах свежего огурца, в магазинах одежды - мята и лаванда, а в автосалонах пользуются целыми композициями (центральное место в них занимают аромат кожи и сигар).
Опасно! Когда зеркальные нейроны не работают
Отвлечемся. Если у вас есть обычный карандаш, пять минут свободного времени и еще один человек, можно провести занимательный эксперимент. Его придумала Пола Ниденталь из лаборатории эмоций Висконсинского университета (представляете, есть и такая). Итак:
- Вы садитесь друг напротив друга.
- Один из вас зажимает карандаш в зубах.
- А второй рассказывает какую-нибудь эмоциональную историю.
- Поменяйтесь ролями и сравните результаты.
Проанализируйте, что вы чувствовали. Обычно пары рассказывают о своем опыте одно и то же: те, кто слушал, поначалу не могли сосредоточиться на повествовании – отвлекал карандаш. Но и потом, когда они забывали о нем, вникнуть в смысл было все так же сложно. Почему?
Работники лаборатории эмоций говорят, что все дело в мимических мышцах: когда они не могут двигаться, сигналы не поступают к зеркальным нейронам, мы не можем реагировать на эмоции других людей и хуже их понимаем.
Это подтверждают люди с синдромом Мебиуса - врожденным параличом лицевых нервов. Они отмечают, что практически не понимают чужие эмоции.
К тому же выводу пришли итальянские ученые в 2016 году после собственного эксперимента. Они выяснили, что людям с инъекцией ботокса становится сложнее различать чувства и эмоции других.
Выводы
Пока у человечества недостаточно сведений о зеркальных нейронах. Возможно, все то, что сейчас о них пишут, объясняется как-то иначе. Или наоборот: зеркальные нейроны рулят всеми нашими эмоциями и поступками и вообще управляют сознанием - как знать.
В любом случае, все теории, описанные в этой статье, работают (даже если их можно объяснить по-другому). Вы ведь и сами замечали, правда? Нам не обязательно понимать все возможности нашего организма до конца, чтобы прийти к успеху. Поэтому верьте в себя, пробуйте новое и двигайтесь к своей цели - все получится!
Тема зеркальный нейронов и эмпатии уже поднималась на страницах этого сайта, особенно в контексте гипноза. Итак, обобщим доступную на сегодняшний день информацию о зеркальных нейронах.
1. Эмпатическое сопереживание — врождённая способность мозга, которая во многом опосредована зеркальными нейронами.
Многими авторами сообщалось, что наблюдение за действиями других людей способствует возникновению похожего стиля поведения. Ещё в 1890 году William James описал идеомоторные действия — когда мысль о каком-то действии непроизвольно увеличивает вероятность совершить это действие. Chartrand et al. (1999) исследовании т.н. эффект хамелеона , который заключается в том, что человек начинает бессознательно подражать позе, манерам, выражениям лица и другим аспектам поведения своих партнёров по общению таким образом, что его поведение начинает становиться максимально похожим на поведение людей в его окружении. Кроме того, было выявлено, что более эмпатичные от природы люди проявляют этот эффект с большей степени. Во многих из приведённых ниже экспериментов авторы отмечают, что у более эмпатичных людей система зеркальных нейронов более активна.
2. Система зеркальных нейронов развивается у человека в течение первого года жизни. Её основные функции — моделирование психических состояний и подражание действиям других на основе сенсорной информации. Считается, что система зеркальных нейронов обеспечивает нашу способность к языку.
Falck-Ytter et al. (2006) продемонстрировали, что у 12-месячных детей функционирует специализированная система распознавания действий, чего не наблюдается у 6-месячных детей. Эта система обусловливает отслеживающие и предугадывающие движения глаз, когда ребёнок наблюдает, например, за тем, как взрослый тянется к какому-либо предмету. Работа такой системы, по мнению авторов, требует понимания взаимодействия между рукой и объектом, к которому она направлена. 6-месячный ребёнок следит за самой рукой, в то время как 12-месячный по направлению движения руки угадывает, к какому предмету она движется, и переводит глаза на целевой предмет.
Другие авторы изучали механизмы СЗН в контексте имитации. Испытуемые учились гитарным аккордам, наблюдая и повторяя за опытными гитаристами. Во время наблюдения за игрой наставников в мозгу испытуемых происходила активация префротнальной коры, и эта активность ещё больше возрастала, когда испытуемые пытались имитировать игру и повторять аккорды за своими наставниками. Кроме того, в это время происходила дополнительная активация префронтальной зоны 46, которую традиционно связывают с планированием движений и моторной памятью. Считается, что она организует процесс соединения элементарных двигательных актов в комплексное действие, которое человек пытается сымитировать.
3. Система зеркальных нейронов позволяет эмпатически моделировать психическое состояние другого человека и его ощущения посредством наблюдения, «отображая» наблюдаемую информацию на моторные зоны головного мозга наблюдателя, фактически, воспроизводя те же самые ощущения.
4. Система зеркальных нейронов позволяет моделировать эмоции, движения и ощущения в разных модальностях: слуховые, болевые, обонятельные, вкусовые, а также эмоции.
В эксперименте на фМРТ (Morrison et al., 2004) было продемонстрировано, что при ощущении укола булавкой и наблюдении за тем, как такой же укол получает другой человек, активируются одни и те же болевые зоны в дорсальной части передней поясной извилины (зона ACC 24b).
Jabbi et al. (2007) с помощью фМРТ исследовали эмпатическое сопереживание эмоции отвращения — важнейшей эволюционно выработанной эмоции. Отвращение исследовали в контексте неприятных запахов или вкусов. Испытуемые наблюдали за выражениями лиц, которые были вызваны отвратительными, нейтральными или приятными запахами. Оценивалась активность в зоне переднего островка и примыкающей к нему лобной покрышки (англ. anterior insula, adjacent frontal operculum, далее — IFO). Далее авторы соотносили уровень эмпатического сопереживания испытуемых (которое оценивалось ими самими) с активностью в их зонах IFO во время наблюдения за выражениями лиц. Была выявлена чёткая связь между степенью эмпатического сопереживания как неприятным, так и приятным эмоциям и степенью активности в зоне IFO, ответственной за обработку вкусовых и обонятельных стимулов. Авторы указывают, что эмпатия затрагивает не только негативные, но и позитивные ощущения, а также что зона IFO задействована в формировании эмпатического чувства путём отображения телесных ощущений на внутреннее состояние тела, что согласуется с предполагаемой интроцептивной функцией IFO.
Если предыдущие эксперименты описывали связь между наблюдением и активностью СЗН, то в следующих анализировали аналогичную связь для слуховых сигналов. В исследовании Gazzola et al. (2006) авторы предлагали испытуемым вначале наблюдать за тем, как другой человек совершает некое действие, затем давали испытуемым прослушать звук этого же действия. При фМРТ мозга было выявлено, что в обоих случаях у испытуемых происходит активация левой височной, теменной и премоторной коры, соответствующей анатомическому расположению СЗН, что подтверждает наличие слуховой зеркальной системы. Более того, в премоторной коре наблюдался особый соматотопный паттерн активности: дорсальная часть коры была более активна при выполнении и прослушивании соответствующих звуков движений рук, вентральная — при выполнении и прослушивании соответствующих звуков движений рта. Эта система также активировалась при наблюдении указанных действий. У людей, которые были более эмпатичными, наблюдалась более выраженная активность этой зоны мозга, что указывает на связь эмпатии с работой системы зеркальных нейронов.
Известен эксперимент, в котором двум группам испытуемых предлагали прослушивать короткие фортепианные мелодии (Bangert et al., 2006). В первой группе были пианисты, во второй — люди, не умеющие играть на фортепиано. В ходе сканирования мозга было выявлено, что у пианистов по сравнению с людьми, не играющими на фортепиано, активность СЗН (зоны Брока, зоны Вернике, премоторной и других зон) и соответствующих слуховых и моторных зон была намного выше. (Обновление от 28.05.2017. Нужно иметь ввиду, что, согласно современным представлениям, выделение зон Брока и Вернике, вероятно, устарело. Подробнее: http://neuronovosti.ru/rozenkranzgildenstern_are_dead/). Исследователи пришли выводу, что развитый навык игры у пианистов проявлялся в большей активации системы зеркальных нейронов, а также активации специфических нейронных сетей, характерных, по-видимому, для музыкального мозга.
5. Система зеркальных нейронов участвует в распознавании намерений.
Весьма показателен эксперимент, описанный Blakemore & Decety (2001). Для демонстрации испытуемым были выбраны две условные ситуации: «до чаепития» и «после чаепития». В каждой ситуации демонстрировались три серии кадров (см. рис. 1).
Рис. 1. Верхний ряд кадров — первая ситуация, нижний ряд — вторая. Слева — общий контекст ситуации, в середине — изолированное движение руки, справа — движение руки в контексте ситуации с намерением. Blakemore & Decety, 2001.
В первой была показана общая обстановка кухонного стола, сервированного для чаепития (в первой ситуации) или с признаками конца чаепития (во второй ситуации) — контекст ситуации.
Во второй серии кадров показано движение руки, тянущейся к чашке, одиноко стоящей на столе. Эти кадры призваны запустить в наблюдателе процесс внутреннего моделирования хватательного акта, который будет иметь место в такой ситуации, чтобы в дальнейшем при сканировании мозга отфильтровать эту активность.
В третьей серии кадров то же движение (рука, тянущаяся к чашке) происходило в контексте накрытого стола (т.е. первые две серии кадров «объединялись»). В первой ситуации рука тянулась за полной чашкой, стоящей на накрытом столе. Во второй ситуации — за пустой чашкой, стоящей среди другой посуды, на которой видны остатки еды. Подразумевается, что в первой ситуации человек берёт чашку с намерением выпить чай, а во второй ситуации — убрать грязную посуду со стола.
Рис. 2. Зоны активности отмечены стрелкой. Blakemore & Decety, 2001.
Во время просмотра этих кадров испытуемым проводилось сканирование мозга, после чего в ходе обработки информации были проанализированы и отфильтрованы компоненты, ответственные за зрительную и моторную обработку. В результате исследователи выявили активность в зоне, соответствующей анатомическому расположению СЗН (см. рис. 2). Исследователи предположили, что эта активность соответствует осознаванию намерения человека, руку которого испытуемые наблюдали: для чего человек брал чашку — чтобы выпить чай или чтобы убрать со стола.
6. Активность внутреннего процесса моделирования зависит от компетентности и опыта наблюдателя.
Рис. 3. Цветные видеоролики классических движений балета и капоэйры, исполненных профессиональными танцорами. Двенадцать различных движений для каждого стиля (a -балет, b — капоэйра). Calvo-Merino et al., 2005.
В эксперименте Calvo-Merino et al. (2005) участвовали две группы танцоров: одни профессионально занимались балетом, другие танцевали капоэйру. Испытуемым демонстрировали два видеоролика танцев — балета и капоэйры (рис. 3), во время чего им проводилось фМРТ-сканирование мозга.
В результате было выявлено, что у профессиональных танцоров активность отделов мозга, соответствующих системе зеркальных нейронов (премоторной коры, верхней теменной коры справа, задней верхней теменной коры слева), была значительно выраженнее, когда они наблюдали за движениями танца, которым владели сами (рис. 4-6).
Рис. 4. Calvo-Merino et al., 2005.
Рис. 5. Влияние опыта на нейрональный ответ на наблюдение движений после внесения поправок. Calvo-Merino et al., 2005.
Рис. 6. Calvo-Merino et al., 2005.
Исследователи пришли к выводу, что ответ мозга на наблюдаемое действие зависит от моторных навыков самого наблюдателя. Хотя испытуемые видели одни и те же видеоролики, их мозг реагировал наиболее интенсивно на те движения, которые они могли выполнить сами. Кроме того, по мнению исследователей, СЗН кодирует не просто отдельные компоненты движений, но целые паттерны и комбинации, поскольку движения танцев, которые наблюдали испытуемые, имели много общих мышечных элементов и были в принципе доступны для всех испытуемых. Тем не менее, эти видеоролики вызывали нейрональный ответ, который отличался в зависимости от опыта наблюдателя. Кроме того, было ещё раз продемонстрировано, что моторные зоны, ответственные за подготовку и выполнению мышечного движения, активировались также при наблюдении этого движения. Иначе говоря, система зеркальных нейронов не просто отвечает на визуальную кинематику движений, но трансформирует наблюдаемое движение в специфические моторные способности наблюдателя. Этот вывод поддерживает «теорию подражания» (англ. simulation theory, Gallese & Goldman, 1998).
7. Эмпатическое чувство зависит от умственных установок.
В эксперименте Lamm et al. (2007) авторы исследовали влияние умственных установок на эмпатическое сопереживание чужой боли. В рамках предварительного инструктажа группе испытуемых сообщали, что они увидят видеоролики, на которых будет показан новый метод лечения пациентов с неким неврологическим заболеванием. Метод заключается в том, что пациенты прослушивают специальные очень громкие и неприятные звуки, которые вызывают болевые ощущения. Поскольку метод новый, некоторым из этих пациентов он помог, а некоторым нет. Испытуемых просили наблюдать за лицами пациентов, на которых во время прослушивания пациентами звуков возникало выражение боли. В эксперименте было две пары факторов: во-первых, испытуемым сообщали об успешности (или безуспешности) лечения для пациента, которого они видели на видео; во-вторых, испытуемых во время просмотра видео просили или представить себя на месте пациента, или представить с позиции наблюдателя, как эту боль ощущает пациент. В ходе эксперимента проводилось фМРТ сканирование мозга испытуемых, а также другие измерения, включающие опросники уровня боли, эмоций и эмпатического сопереживания. Авторы оценивали зоны активности мозга, уровень личного дискомфорта испытуемых и уровень их эмпатического сопереживания.
При сканировании была выявлена обширная нейронная сеть, которая активировалась у испытуемых при наблюдении за выражениями лиц пациентов и отражала сенсорную, когнитивную и эмоциональную обработку (рис. 6).
Рис. 6. Гемодинамический ответ при наблюдении за болевыми ощущениями. Lamm et al., 2007.
Было выявлено, что субъективная установка испытуемых значительно влияла на их уровень эмпатического сопереживания и личного дискомфорта. Наибольшее сопереживание, альтруистическая мотивация помощи и наименьший дискомфорт был связан, во-первых, со знанием об успешности лечения, во-вторых, с субъективной «позицией наблюдателя» — когда испытуемых просили не представлять себя на месте пациента, а представить, что чувствуют сами пациенты. Соответственно, когда испытуемые пытались поставить себя на место пациентов (рис. 7), а также если им сообщалось о неэффективности такого болезненного лечения в конкретном случае (рис. 8), при наблюдении за гримасами боли у испытуемых был наибольший личный дискомфорт и наименьшее эмпатическое сопереживание. Более того, в мозгу отмечалась активация центров, ответственных за страх, мотивацию бегства и самозащиты, например, миндалевидного ядра (рис. 9).
Рис. 7. Зоны мозга, активные при постановке себя на место пациента. Lamm et al., 2007.
Рис. 8. Зоны мозга, активные при представлении о безуспешности лечения. Lamm et al., 2007.
Рис. 9. Активность миндалевидного ядра при представлении себя на месте пациента. Lamm et al., 2007.
Иначе говоря, было продемонстрировано, что от того, как человек относится к наблюдаемым эмоциям другого человека, зависит уровень его собственного дискомфорта, эмпатии, и самое главное — мотивация.
8. Эмпатия и работа СЗН лежат в основе гипнотерапевтического раппорта.
Система зеркальных нейронов объединяет в себе нейронные сети, ответственные за подражание, моделирование психических состояний (движений, эмоций, ощущений и др.), распознавание намерений и речь. Эмпатия, в отличие от логического анализа, представляет собой способ мозга воссоздать эмоциональное состояние собеседника, отображая соответствующие сенсорные данные на соответствующие отделы мозга. Современный гипноз можно определить как состояние сознания в совокупности с динамикой сенсорного восприятия, происходящие в рамках особых терапевтических отношений. Эриксоновский гипноз представляет собой, по сути, особый способ взаимодействия людей, а терапевтические отношения — обёртку для эмоциональных и когнитивных элементов этого процесса.
Милтон Эриксон разработал и успешно внедрил в практику множество приёмов, метафорически согласующихся с нейрофизиологией системы зеркальных нейронов. Эти приёмы, в первую очередь, подстройку (гармонизацию), используют все эриксоновские терапевты (Antonelli et al., 2010; Rossi & Rossi, 2006).
литература:
- Antonelli, C., Luchetti, M. Mirror neurons and empathy: proposal of a novel paradigm for hypnosis. Contemporary Hypnosis 2010; 27(1):19-26.
- Banert, M., Peschel, T., Schlaug, G., Rotte, M., Drescher, D., Hinrichs, H., Heinze, H. J., Altenmüller, E. Shared networks for auditory and motor processing in professional pianists: Evidence from fMRI conjunction. NeuroImage 2006; 30: 917–926.
- Blakemore, S. J., Decety, J. From the perception of action to the understanding of intention. Nature , August 2001; 2: 561–567.
- Calvo-Merino, B., Glaser, D. E., Passingham, R. E., Haggard, P. Action Observation and Acquired Motor Skills: An fMRI Study with Expert Dancers. Cerebral Cortex 2005, 15, 8: 1243 – 1249.
- Falck-Ytter, T., Gredeback, G., von Hofsten, C. Infants predict other people’s action goals. Nature Neuroscience 2006; 9, 7: 878–879.
- Gallese, G., Goldman, A. Mirror neurons and the simulation theory of mind-reading. Trends Cogn Sci 1998; 2:493–501.
- Gazzola, V., Aziz-Zadeh, L., Keysers, C. Empathy and somatotopic auditory mirror system in humans. Current Biology 2006; 16: 1824–1829.
- Jabbi, M., Swart, M., Keysers, K. Empathy for positive and negative emotions in the gustatory cortex. NeuroImage 2007; 34: 1744–1753.
- Lamm, C., Batson, C. D., Decety, J. The neural substrate of human empathy: effects of perspective-taking and cognitive appraisal. Journal of Cognitive Neuroscience 2007; 19(1): 42–58.
- Morrison, I., Lloyd, D., di Pellegrino, G., Roberts, N. Vicarious responses to pain in anterior cingulate cortex: Is empathy a multisensory issue? Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience
,
Обучение гипнозу:
Редакция: Михаил Гусев, Елена Бреславец
Четверть века назад в маленьком итальянском городке Парма было сделано большое открытие, проливающие свет на то, как люди понимают друг друга. Вопрос понимания не раз поднимался в рамках философии, психологии и социологии, но событие, произошедшее 1992 году, позволило рассматривать этот феномен как нейрофизиологический механизм.
Именно в этом году группа ученых во главе с Джакомо Риццолатти впервые опубликовала данные об особой группе мотонейронов. Выявленные у обезьяны клетки проявляли активность не только во время выполнения какой-либо манипуляции животным, но и при наблюдении аналогичного действия, как бы отражая деятельность другого индивида. За свою неординарность такие нейроны получили весьма поэтическое имя — зеркальные нейроны (а их совокупность была названа системой зеркальных нейронов, СЗН).
От обезьяны...
Во время первых исследований, проводимых Риццолатти и его коллегами, зеркальные нейроны были выявлены инвазивным методом у макак в зоне F5 прецентральной коры, а позже — в коре нижней париетальной дольки. Во время экспериментов фиксировалась активность коры животного при выполнении действия (например, обезьяна брала кусочек еды в лапу) и при его наблюдении (исследователь выполнял аналогичное действие, в то время, как обезьяна наблюдала за этим.)
Помимо самой активности нейронов была выявлена еще одна особенность, позволившая разделить эти клетки на две группы: «строго соответствующие» и «в общем соответствующие». Зеркальные нейроны, имеющие строгое соответствие, были активны как в моменты наблюдения животным действия, так и во время выполнения действий, строго идентичных наблюдаемому. Клетки, соответствующие в общем — демонстрировали активность во время наблюдения действия, которое не было идентичным выполненному, но имело такую же цель (например, обезьяна взяла еду всей левой лапой, в то время как исследователь — лишь двумя пальцами правой руки).
В последующих исследованиях итальянские ученые пытались установить, какова же функция этих нейронов. Но прежде, чем перейти к этому вопросу, необходимо разграничить такие близкие понятия, как движение, моторный акт и деятельность. Под движением понимают простое перемещение частей тела, которое не имеет цели (например, взять в ладонь пищу). Серия последовательных движений, направленная на выполнение цели составляет моторный акт (найти взглядом пищу, взять в ладонь и поднести ко рту). А группа двигательных актов, преследующих общий замысел — деятельность (например, поедание пищи).
Сначала учеными была выдвинута гипотеза, что система зеркальных нейронов помогает распознать цель двигательного акта, и эта мысль была подтверждена двумя сериями экспериментов. В первой серии была выявлена одинаковая активность двигательных клеток коры мозга макаки при поступлении не только визуальной информации о действии (например, животное наблюдает разламывание скорлупы ореха), но и при получении исключительно звуковой информации (например, животное слышит звук ломаемой скорлупы).
Во второй серии экспериментов исследовалась активность зеркальных нейронов в двух состояниях: в первом случае обезьяна наблюдает за совершаемым моторным актом полностью от начала до конца, а во втором — обезьяна видит лишь начало моторного акта, а его окончание происходит за экраном. Результаты показали, что большая часть моторных нейронов возбуждались даже во втором состоянии.
Иными словами, если макака имела достаточно данных, чтобы создать представление о наблюдаемом действии, зеркальные нейроны проявляли такую же активность, как если бы действие наблюдалось полностью, что подтверждает выдвинутую гипотезу о роли зеркальных нейронов в понимании цели моторного акта.
Несколько позже проводились эксперименты, в которых обезьяна выполняла похожие действия с разными целями («взять еду — положить в контейнер» и «взять еду — съесть»). В обоих случаях последовательно активировались разные группы клеток одной области, т.е. зеркальные нейроны проявляли активность не только при определенном действии («взять еду»), но и при различных намерениях («чтобы положить» и «чтобы съесть»).
Иначе говоря, «цепное» возбуждение мотонейронов позволяет наблюдающей обезьяне предсказать, как последовательность, имеющая определенное начало, будет разворачиваться дальше, а также предугадать общее намерение действий.
...к человеку...
В течение последующего десятилетия многими учеными были найдены косвенные подтверждения (при помощи фМРТ, ПЭТ, ЭЭГ и других технологий) наличия подобной СЗН у человека.
Зеркальные нейроны лобно-теменной области коры мозга человека, гомологичные таковым у обезьяны, выполняют те же функции: понимание цели двигательных актов других людей и того, какой был конечный замысел действия (что также было доказано рядом экспериментов). Помимо этого было выявлено, что функционал СЗН значительно шире — они обеспечивают подражание (имитацию) и понимание чужих эмоций (эмпатию).
Все та же группа итальянских ученых, положившая начало изучению зеркальных нейронов, определила, что в способности индивида копировать впервые наблюдаемый двигательный акт (т. е. переводить полученную им визуальную информацию в моторную «копию») также замешаны эти клетки. Но установление этого факта повлекло за собой появление вопроса: каков же механизм имитационного обучения?
Было предположено, что имеет место два процесса: сперва имитируемое действие делится на элементы и превращается в соответствующие потенциальные движения и моторные акты, выполняемые наблюдателем, затем происходит организация этих потенциальных движений и моторных актов во временную и пространственную картину, которая повторяет показанную демонстратором.
Вероятно, первый шаг имитационного обучения осуществляется при помощи СЗН, тогда как второй обеспечивается активностью префронтальной коры (в частности — 46 полем), которая запоминает и комбинирует двигательные элементы по новому образцу.
Значение имитации на этом не ограничивается — эта способность необходима для социального взаимодействия. Если вы обладаете определенной долей наблюдательности, вы наверняка не раз замечали, что во время общения многие люди непроизвольно в той или иной мере повторяют мимику, жесты или позу друг друга (так называемый «эффект хамелеона»), а в некоторых случаях — и эмоции, т.е. проявляли эмпатию.
Чтобы подтвердить подобное наблюдение, различные ученые в течение нескольких лет при помощи фМРТ проводили исследования активности мозга, возникающей при отвращении. Эта эмоция часто выбирается нейрофизиологами по простым причинам: ее очень легко вызвать неприятным запахом и она присуща всем людям, вне зависимости от пола, возраста, расы и других факторов.
В ходе экспериментов на добровольцах, одна группа из которых вдыхала неприятные и приятные запахи, а другая — наблюдала за их мимикой, была выявлена активность островка, миндалины и поясной извилины как в случае непосредственно переживания отвращения, так и в случае его наблюдения. Подобные данные были получены и при другом эксперименте, уже с болевым раздражителем средней интенсивности.
В связи с этим появилась гипотеза, что эмоции распознаются через активацию тех структур, которые опосредуют ощущение эмоций в себе. Наибольший вклад в эту гипотезу внесли Дамасио и его коллеги — согласно их исследованиям, основой понимания эмоций является петля «как будто», главный элемент которой — островок.
…и разбитым зеркалам
Логичным продолжением открытия СЗН и ее функции стало появление новых теорий возникновения расстройств аутистического спектра (РАС). Больные РАС имеют затруднения в общении и социальных контактах, не способны понимать и использовать вербальные и невербальные способы коммуникации, что, вероятно, обусловлено низким уровнем эмпатии и неспособностью к имитации. Предположение, что дисфункция зеркальных нейронов является причинным фактором аутизма, получило название «теория разбитых зеркал» и имеет несколько вариаций.
Первая версия подразумевает, что ключевым моментом в развитии РАС является низкая способность больных к имитации действий (с чем связывают затруднения в коммуникации), вторая основана на том, что СЗН обеспечивает не только способность к имитации движений, но и эмоциональных состояний (с этим связывают низкий уровень эмпатии), третья же, цепная версия, базируется на предположении, что «поломка» находится на уровне «цепных» зеркальных нейронов, описанных выше.
Вопреки некой очаровательной элегантности «теории разбитых зеркал», данные, полученные в ходе исследований функции СЗН у больных РАС, еще не накоплены в достаточном количестве, чтобы однозначно указывать на такое происхождение аутизма. Зачастую результаты исследований противоречивы и опровергают первые два варианта приведенной теории, а третий вариант еще не подкреплен необходимыми доказательствами и оставляет множество вопросов.
Открытие, совершенное более четверти века назад, повлекло за собой, словно камень брошенный в воду, появление больших волн дискуссий, открытий и предположений, которые расходятся все дальше и дальше. И к счастью, не хотят утихать — ведь возможно, что дальнейшие исследования, связанные с системой зеркальных нейронов, могут пролить свет на патогенез, а затем и лечение неврологических и психических заболеваний, а также помочь в разработке новых методов реабилитации больных.
В тот момент, когда мы наблюдаем за действиями других живых организмов, у нас происходит активация тех нейронных групп, которые связаны с нашим собственным выполнением таких же действий или таких же видов поведения, - зеркальных нейронов.
1
Этот феномен был установлен в начале 90-х годов, когда проводились эксперименты с регистрацией нейронной активности у животных. Скажем, в группе Риззолатти (Giacomo Rizzolatti) такая активность фиксировалась у обезьян. Эту группу интересовало, как и какие нейроны активируются в тот момент, когда животное захватывает какие-то объекты вроде апельсина или яблока. Регистрация проводилась в моторной коре, и логично было предполагать, что в тот момент, когда обезьяна протягивает лапу и берёт какой-то съедобный объект, активируются нейроны, связанные с выполнением этого действия.
Rizzolatti, G., Sinigaglia, C. 2008 Mirrors in the Brain: How Our Minds Share Actions, Emotions, and Experience. Oxford University Press, USA.
2
Оказалось, это действительно так, но если обезьяне показывать объект и не давать возможности его взять, в моторной коре тоже активируется группа нейронов из тех, которые активны и в момент выполнения этого действия. Интересно, что такие нейроны были найдены в моторной коре, и представление о том, что это кора - некое устройство для выполнения простых действий, не укладывалось в те потоки данных, которые были получены в такого рода экспериментах.
3
Исследование показало, что если приходил экспериментатор и брал апельсин на глазах у обезьяны, у неё активируется та же группа нейронов, что обычно, когда она сама выполняет это действие. Получается, что мы (и другие живые существа) как будто проигрываем в уме ситуацию, которую видим. В экспериментах этой группы было позднее продемонстрировано, что для этого можно даже не показывать сам съедобный объект. Например, экспериментаторы клали яблоко или апельсин на столик и загораживали ширмой, но при этом обезьяна знала, что фрукт за ширмой. Приходил экспериментатор, протягивал руку и забирал этот объект. В этот момент у обезьяны регистрировалась активность тех нейронов, которые были связаны с её собственным выполнением этого действия.
4
Поскольку получается некое зеркальное отображение чужих действий через свои собственные нейроны, они были названы зеркальными. Позднее было продемонстрировано, что можно найти большое количество зеркальных нейронов. Предположительно, нейроны, связанные вообще со всем, что мы умеем делать, активируются, когда мы наблюдаем такие действия у других: это не обязательно захват какого-то предмета.
5
У людей были продемонстрированы интересные феномены активации мышц, похожей на ту активацию, которая происходила бы, если бы они сами выполняли действия, за которыми наблюдали: например, игру на музыкальных инструментах, танцы, особенно если испытуемые были знакомы с этими танцами. Фиксация активности нейронов в таких экспериментах ещё ждёт своего часа: на человеке не всегда есть возможность регистрировать нейронную активность. Были описаны некоторые феномены, которые позволяют говорить о наличии подобных зеркальных систем у человека, но, тем не менее, на уровне отдельных нейронов этого пока не было продемонстрировано.
Calvo-Merino B. et al. 2004 Action observation and acquired motor skills: an FMRI study with expert dancers.
Cerebral Cortex, 15, 1243-1249.
6
Можно проводить такие эксперименты, регистрируя активность мозга при помощи магнитно-резонансной томографии или позитронно-эмиссионной томографии. В этом случае паттерн активации при просмотре действий других тоже напоминает тот паттерн активации, который возникал бы у человека при собственном выполнении таких действий. Оказалось, что в некоторых формах аутизма этот феномен повторения мозговой активности отсутствует. Предположительно, наличие у людей такой возможности сопереживать кому-то, понимать намерения других людей, строить какие-то представления о том, что происходит сейчас с другими живыми существами, как раз базируется на феномене зеркальных нейронов.
Cossu G, et al 2012 Motor representation of actions in children with autism. PLoS One, 7(9): e44779.
7
Конечно, мы не знаем достаточно о том, все ли нейроны действительно могут являться зеркальными. Требуется ли создание каких-то специальных нейронных групп для того, чтобы возникали зеркальные нейроны, или это просто кусок каких-то нейронных групп, которые были созданы в тот момент, когда мы имитировали действия других на каких-то там самых ранних этапах онтогенеза. Предположительно, феномен зеркальных нейронов лежит и в основе нашей способности обучаться путём имитации чужих действий.
Загадки нашего мозга с трудом поддаются изучению. Ученые всего мира десятилетиями самоотверженно бьются над их разрешением. И по их же признанию, когда отгадка уже кажется совсем близкой, вдруг все рушится, и ответ ускользает. Ученые вновь начинают исследования, запускают серии экспериментов, ломают копья в научных дискуссиях, жертвуют для науки всем, чтобы… чтобы потрогать ветер.
Как сказал один профессор, американский нейрофизиолог Джозеф Боген: пытаться понять, как действует сознание или найти сознание, все равно, что пытаться найти и потрогать ветер. Ветер никто не видит, но очевидны результаты его деятельности.
Однако бесстрашные ученые умы продолжают бороться. То одна, то другая теория сотрясает научный мир. И появляется надежда узнать, как же работает наш мозг. Кстати, если выложить в длину все нейроны мозга одного человека, получится 2,8 млн км или 68 раз вокруг земли.
Одно из ярчайших и значимых открытий в области нейробиологии последнего времени принадлежит группе итальянских ученых Пармского Университета, которые выделили в коре головного мозга приматов определенные нейроны, которые становились активными не только при совершении подопытными животными заданных действий, но и при наблюдении, как эти действия выполняет другая особь. Эти нейроны получили название — зеркальные.
Через некоторое время другие ученые утверждали, что подобные клетки обнаружены и у человека. Интерес к открытию не только не ослабевает, но нарастает с каждым годом.
Зеркальные нейроны можно рассматривать, как некоторые переключатели поведения, находящиеся в ассоциативных зонах коры больших полушарий и связывающие сенсорные и моторные отделы. Предполагаемы функции зеркальных нейронов следующие:
В некоторых отделах нервной системы высших животных есть зеркальные нейроны, которые активны и при движении, и при наблюдении этого же движения, выполняемого другой особью
Они активны во время подражания.
Оказывается, что нейрофизиологический уровень подражания — это группа клеток в нескольких областях коры мозга, развивающихся, по-видимому, с рождения. Через подражание были вовлечены в эти исследования следующие явления и проблемы:
Эмпатия как способность понимать эмоции других путём сопереживания;
Язык и речь человека и других животных, особенно, жестовые гипотезы глоттогенеза;
Theory of mind (или понимание чужого сознания, или модель психического, или теория намерений, или макиавеллевский интеллект) — конструкт, описывающий способность понимать психическое содержание других индивидуумов;
Аутизм, одним из симптомов которого считается отсутствие или нарушение понимания чужого сознания и эмпатии (гипотеза, что аутизм полностью объясняется нарушениями функционирования зеркальных нейронов не подтверждается);
Общественная жизнь животных, в том числе человека, как предмет этологии и социобиологии;
Актёрское мастерство и гуманитарные исследования, предполагающие метод вчувствования;
Общее развитие культуры и цивилизации через подражание.
Есть множество разных взглядов на зеркальные нейроны и их значение. Ряд ученых называют их «нейронами Далай-ламы» или «нейронами Ганди». Они считают, что способность к эмпатии заложена в людях на уровне механизмов работы мозга. И это отличные новости, потому что многие годы ученые твердили: мы зациклены на себе, мы индивидуалисты, борющиеся за выживание, мы себялюбивые и эгоистичные. А теперь в головном мозге обнаружена система, существование которой предполагает, что эволюция снабдила людей механизмом, позволяющим им понимать друг друга наипростейшим образом.
И в связи с этим в неврологии проснулся большой интерес к восточной философии, потому что открытия последнего времени вполне вписываются в ее представления. Западный мир никогда не понимал идею всеобщей взаимосвязанности. А открытие зеркальных нейронов как раз подтверждает, что мозг одного человека связан с мозгом другого.
Последние исследования выявили существование фактов немедленного понимания - понимания, которое не проходит через цепь умозаключений: испытуемый как бы напрямую понимает смысл действий другого человека и его намерения. На простом примере можно констатировать, что в зависимости от того, смотрим мы на чашку с намерением выпить ее содержимое или смотрим на нее, собираясь ее вымыть, будут задействованы различные части нашего мозга.
В конце концов, эти зеркальные нейроны могли бы объяснить то, что называют интуицией, чудесным угадыванием мыслей, намерений, желаний.
На практике знания о зеркальных нейронах начинают применяться в различных областях.
Например, в маркетинге продаж. В рекламных роликах добиваются того, чтобы вызвать в человеке волнение. Когда вы открываете то, что хотите открыть, то испытываете волнение. Когда за вас это делает актер в рекламе - вы тоже испытываете волнение. Рецепт прост: сделайте людей счастливыми и взволнованными, и они будут слушать вас с большим интересом; хотите, чтобы люди купили ваш продукт, до конца видео нужно пройти все этапы продаж. Чтобы влиять на людей нужно подобрать правильные слова, сформировать правильные мысли, которые приведут к правильным (т.е. нужным продавцу) действиям. Но не нужно пугаться, нашими мозгами сложно манипулировать. Или, скажем так, удается это совсем немногим. И пресловутую свободу воли никто не отменял и не выдал безоговорочных рекомендаций по ее преодолению. Здесь будет уместным высказать предположение, что наш мозг все-таки в большинстве случаев способен отличить оригинал от фальшивки, касается то предметов, слов, звуков или отношений.
В пользу чего говорят и результаты еще одних недавних исследований американских ученых. Были выявлены с помощью МРТ ключевые аспекты музыкального произведения, которые вызывают эмоциональный отклик в головном мозге.
На добровольцах испытывали «живое» исполнение этюда Фредерика Шопена в ми-мажоре (Op. 10, No. 3) и синтезированное на компьютере.
Обе версии имели одни и те же музыкальные элементы — мелодию, гармонию, ритм, а также средний темп и громкость. И даже были записаны с помощью одного и того же инструмента. «Автоматический» вариант, однако, был лишен особенностей человеческого исполнения — той выразительности, которая достигается динамическим изменением темпа и громкости. Пианисты нарочно прибегают к этим приемам, чтобы вызвать эмоциональную реакцию у слушателя. Эксперимент проходил в три этапа. Сначала добровольцы описывали свои эмоции во время прослушивания обеих версий с помощью специальной программы, затем ложились под сканер и просто слушали, после чего снова выполняли задание на выражение эмоций. Результаты сравнивались по двум параметрам: восприятие «живого» и «искусственного» исполнения; восприятие опытными (хористы и участники любительских ансамблей) и неопытными слушателями. В итоге подтвердилось предположение о том, что квалифицированный пианист и впрямь способен вызывать своей игрой неподдельные эмоции, то есть активацию мозговых центров, связанных с наградой. Любопытно, что при наблюдении в реальном времени была зафиксирована активация зеркальных нейронов. Учёные полагают, что в данном случае зеркальные нейроны отвечают за эмоциональный отклик, за сочувствие, которое вызывает музыка у слушателя. Получается не только музыка сама по себе, но музыка, эмоционально заряженная, способна вызвать эмоциональный отклик.
Еще одна молодая научная дисциплина использует достижения по зеркальным нейронам — нейроэстетика, которая объединила методы исследования двух наук - гуманитарной и естественной — эстетики и нейрофизиологии. Согласно положениям нейроэстетики, произведения искусства и литературы черпают существенную часть своих эстетических смыслов в эмоционально-чувственном опыте наблюдателя, который они воскрешают в его памяти. Красота природы существует не в самой природе, а в сознании человека: чувственный образ предмета состоит из субъективных ощущений наблюдателя, из спроецированных вовне душевных состояний. Соотношения между образом предмета и закрепленными в памяти ассоциациями культурного и эмоционального опыта реализуются с помощью зеркальных нейронов головного мозга. В прекрасном должно присутствовать определенное соотношение хаоса и порядка, традиционности и новизны. Согласно нейроэстетике, красота есть отклонение от «уже принятого», нарушение зафиксированной в подсознании нормы, неожиданность, радостное открытие.
Пожалуй, самым красивым и адекватным применением знаний о зеркальных нейронах стало современное освещение выставки живописных полотен Лоренцо Лотто в Риме в 2012 году. Необычность экспозиции и освещения можно оценить даже на фотографии.
Продвинутые светодизайнеры использовали достижения науки и техники. За основу было взято понятие эмпатии, она рассматривается как необходимый фактор при наблюдении живописных произведений. Система освещения выставки Л. Лотто помогает наблюдателю чувствовать себя также, как художник во время творческого процесса, проникаясь эмоциями её действующих лиц и даже становясь участником происходящего. В концепции светодизайнеров содержится та мысль, что глаза видят, мозг распознаёт и перерабатывает увиденное в визуальный образ. Это может означать, что некоторый объем информации остаётся зрительно не воспринятым, и тогда мозг автоматически дополняет этот «пробел». Данная теория была переведена на технический язык и интегрирована в функциональную осветительную систему. Мозг реагирует на факт отсутствия в излучении светильников нескольких узких спектральных полос и непроизвольно заполняет «тёмные места» с отсутствующей информацией для того, чтобы оптимизировать восприятие рассматриваемого изображения. Тогда в мозгу и возникает представление о трехмерности картины, её персонажей и деталей. Таким образом, объемное восприятие плоской картины - это процесс, происходящий на нейрональном уровне. Лотто - гениальный живописец итальянского Возрождения. Специальное освещение экспозиции его работ лишь помогло зрителю оценить художника по достоинству, но ни в коем случае не имитировало его гениальность.
Благовещение (Pinacoteca Communale, Реканати)
Будем надеяться, что здесь работает принцип отличия с помощью зеркальных нейронов «настоящего» от «подделки», что зеркальные нейроны дают эмоциональный отклик лишь на что-то стоящее, а не на пустышку, даже если она подается в роскошной обертке. Выставка прошла с большим успехом, произвела фурор. Когда картины вернулись в места своего постоянного пребывания, президент Италии распорядился, чтобы они были освещены именно так, как это было в Риме.
Безусловно, зеркальные нейроны - это захватывающее и удивительное открытие, но делать какие-то окончательные выводы еще слишком рано, большинство исследований этих клеток не проводилось на людях. Путь к пониманию только начался. Удастся ли кому-то схватить ветер? Время покажет.
