_catta_ (catta) wrote,
_catta_
catta

зеркальные нейроны


"The brain is an organ of minor importance"
Aristotle, "On the Motion of Animals"

Меня тут попросили написать о зеркальных нейронах. С этими нейронами проблема в том, что мозговеды поголовно о них уже знают (чтобы ничего о них не узнать, мозговеду надо закопаться в субстрат, законопатив глаза и запломбировав уши), а все остальные не всегда понимают, с чего мозговеды с ними так носятся. Поэтому я постараюсь разъяснить последнее, а чтобы мозговеды не померли со скуки примеры будут в основном из последних обзоров Giacomo Rizzolatti, который эти нейроны и открыл в 1992 году, и послал статью в Nature, где ее не напечатали по причине «lack of general interest».

С «general interest» они довольно сильно промахнулись. Дело в том, что в нейрофизиологии существует своя «проблема промежуточного звена».
Возникновением этой проблемы мы обязаны в основном Декарту, который решительно отделил душу от тела. В смысле, мозги отдельно, а сознание – отдельно. Душа нематериальна и взаимодействует с телом через эпифиз (не путать с гипофизом, от пересадки которого пострадал Шариков). Таким образом, сколько мозги не изучай, до психики не доберешься. Поначалу от этого даже был прок, потому что такая точка зрания позволяла изучать мозг и восприятие, не вступая в конфликт с церковью, поскольку изучалась вещь, не имеющая никакого отношения к душевным проблемам. Но за прошедшие 400 лет стали накапливаться свидетельства того, что повреждения могза способны существенно влиять на сознание и необратимо менять структуру личности. Тем не менее, «пощупать» психическое все еще довольно трудно. При этом мы уже более-менее представляем себе материальные основы восприятия. Например, мы знаем, без каких областей коры и каких конкретно клеток невозможно воспринимать цвет. Но мы не знаем, где находится тот, кто решает, что ему этот цвет не идет. При этом мы склонны думать, что этот кто-то находится в голове. Например потому, что если ввести в тело вещества, о которых мы точно знаем, что они взаимодействуют с рецепторами клеток мозга, то мы можем легко наблюдать реакцию этого внутреннего кого-то. Если дать наркоз, то кто-то на время исчезнет. А если ЛСД, то цвета обретут для него другой смысл.
Но до самого последнего времени не удавалось найти материальных основ связи между тем,что мы считаем простой сенсорикой и тем, что мы привыкли считать психикой. Первым сдвигом в нужном направлении стало обнаружение зеркальных нейронов.

Зеркальные нейроны были исходно обнаружены у обезьян в одной из лобных зон, связанных с планированием движения и осуществлением двигательных актов-з оне F5. Записи активности клеток этой зоны показали, что они реагируют не только когда обезьяна сама выполняет некоторое движение (моторный акт), но и когда она наблюдает выполнение того же самого моторного акта кем-то другим. Эти нейроны не отвечают на простую демонстрацию зрительных объектов. Но что еще более важно, большинство из них не отвечает, если выполняется движение, не имеющее цели (например, хватательное движение без хватаемого объекта)

Ранее уже было известно, что нейроны зоны F5 кодирут не движение как таковое, а цель движения. Например, в экспериментах, где обезьян тренировали пользоваться для захватывания объектов щипцами двух типов, обычными и «обратными», которые надо не открывать, а закрывать для обеспечения захвата, выяснилось, что клетки зоны F5 реагируют одинаково, хотя в манипуляции разными щипцами участвуют разные мышцы – сгибающие либо разгибающие кисть руки.
Как оказалось, зеркальные нероны существуют не только в зоне F5, но и в некторых других, связанных с F5 областях нижнетеменной доли. Последние не вовлечены непосредственно ввыполнение моторных команд, это зрительные области (или ассоциативные, но преимущественно зрительные). Они занимаются построением образа пространства и действиями, связанными с оперированием в ближнем пространстве. Так, зона LIP управляет пространственным вниманием и вовлечена в планирование движений глаз – саккад (а зеркальные нейроны зоны LIP реагируют на собственный взгляд в определенном направлении или на взгляд другого в том же направлении). VIP и MIP – это зрительный котроль указания на объект и «достижимости» объекта в пространстве. AIP – движения руками с целью захвата объектов и манипуляциий с ними. CIP – восприятие глубины зрительной сцены.

Информация о цели объектов может быть по-разному кодирована разными зеркальными нейронами: некоторые из них реагируют только если производимое и наблюдаемое действие одно и то же, а другие отвечают на любое действие, которое приводит к одной и той же цели (например, захват предмета свободной рукой или каким-то инструментом). Кроме того, часть из них регистрирует только действия, совершенные поблизости – в периперсональном пространстве, тогда как другие – только вдалеке. Понятно, что вторые предназначены только для расшифровки действий других.

Ровно такая же система зеркальных нейронов существует и у человека. Только еще более замысловатая. Например, наши зеркальные нейроны реагируют не только на собственное движение и движение другого, но и на движение с той же целью, выполненное рукой робота или вообще специальным инструментом.

Естественное предположение о цели существования этой системы – что она нужна для понимания действий других. Эта гипотеза подтверждается рядом экспериментов. Например, было показано, что зеркальные нейроны активируются, когда экспериментатор совершает действие с объектом за экраном, если обезьяна знает что там за объект, хотя и не может его видеть. Кроме того, они реагируют на звуки, характерные для выполнения данного действия.

Движения – это не только манипуляция объектами.Это также мимика, жестикуляция, поза. Распознавание смысла движений других дает возможность понимать не только цель действий других людей, но и их эмоциональное состояние. Поэтому зеркальные нейроны могут служить основой такого абсолютно «высокоуровнего», «психического» феномена как эмпатия. С точки зрения зеркального нейрона ты сам и другие – это одно и то же. На этом основаны иллюзии перемещения личности в другое тело (например, такие: http://www.snob.ru/thread/114#entry_38309).

Гипотеза о связи зеркальных нейронов с эмпатией получила подтверждение в экспериментах с аутистами, у которых система эмпатии нарушена. Эти эксперименты основаны на том, что у человека активность зрительных нейронов при наблюдении чужих действий приводит к детектируемой активации напряжения мышц, участвующих в этом действии. Исследователи сравнивали напряжение мышц рта при взятии пищи рукой и донесении ее до рта у здоровых детей и аутистов. Оказалось,что у здоровых детей напряжение мышц рта возникает уже на стадии взятия еды рукой, а у аутистов – только на стадии поднесения ко рту. Кроме того, у здоровых напряжение мышцы возникает и при наблюдении за другими людьми, выполняющими то же действие, тогда как у аутистов оно отсутствует. То есть, у аутистов нарушена система зеркальных нейронов, позволяющая оценивать собственное действие на его ранних этапах и понимать смысл действий других.

Очевидно, что система зеркальных нейронов дает существенное преимущество при обучении через имитацию. Причем не только нам. Она есть, например, у певчих птиц, которые легко имитируют мелодии. Но, пожалуй, потенциально наиболее интересно то, что эти нейроны могут быть основой «theory of mind» - модели психического состояния другого человека, осознания того факта, что собственное психическое состояние не равно психическому состоянию другого человека. Эта способность развивается у детей примерно к четырем годам и позволяет нам понимать переживания, убеждения и намеренеия других людей и прогнозировать их поведение.
Subscribe

  • кстати о птичках

    Есть такая печка, от которой танцуют многие исследователи сознания: выделение мозговой активности, соответствующей субъективному опыту. Эксперименты…

  • (no subject)

    Реклама на башорге: "Знакомства с женщинами без регистрации". Моя первая мысль: "Ух ты ё, неужто в Москве без регистрации уже и…

  • misc.

    La Niña. Дождливый год. *** Котик произвел планомерное исследование дома снаружи на предмет источника меня. По голосу, испускаемому…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 41 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →

  • кстати о птичках

    Есть такая печка, от которой танцуют многие исследователи сознания: выделение мозговой активности, соответствующей субъективному опыту. Эксперименты…

  • (no subject)

    Реклама на башорге: "Знакомства с женщинами без регистрации". Моя первая мысль: "Ух ты ё, неужто в Москве без регистрации уже и…

  • misc.

    La Niña. Дождливый год. *** Котик произвел планомерное исследование дома снаружи на предмет источника меня. По голосу, испускаемому…