зеркальные нейроны где расположены в мозге

Что делает человека человеком, или Как работают нейроны

Человек освоил морские глубины и воздушные просторы, проник в тайны космоса и земных недр. Он научился противостоять многим болезням и стал жить дольше. Он пытается манипулировать генами, «выращивать» органы для трансплантации и путем клонирования «творить» живых существ. Но для него по-прежнему остается величайшей загадкой, как функционирует его собственный мозг, как с помощью обычных электрических импульсов и небольшого набора нейромедиаторов нервная система не только координирует работу миллиардов клеток организма, но и обеспечивает возможность познавать, мыслить, запоминать, испытывать широчайшую гамму эмоций. На пути к постижению этих процессов человек должен, прежде всего, понять, как функционируют отдельные нервные клетки (нейроны).

Живые электросети

По приблизительным оценкам, в нервной системе человека более 100 млрд нейронов. Все структуры нервной клетки ориентированы на выполнение важнейшей для организма задачи – получение, переработка, проведение и передача информации, закодированной в виде электрических или химических сигналов (нервных импульсов).

Нейрон состоит из тела диаметром от 3 до 100 мкм, содержащего ядро, развитый белок-синтезирующий аппарат и другие органеллы, а также отростков: одного аксона, и нескольких, как правило, ветвящихся, дендритов. Длина аксонов обычно заметно превосходит размеры дентритов, в отдельных случаях достигая десятков сантиметров и даже метров. Например, гигантский аксон кальмараимеет толщину около 1 мм и несколько метров в длину; экспериментаторы не преминули воспользоваться такой удобной моделью, и опыты именно с нейронами кальмаров послужили выяснению механизма передачи нервных импульсов.

Снаружи нервная клетка окружена оболочкой (цитолеммой), которая не только обеспечивает обмен веществ между клеткой и окружающей средой, но также способна проводить нервный импульс. Дело в том, что между внутреннней поверхностью мембраны нейрона и внешней средой постоянно поддерживается разность электрических потенциалов. Это происходит благодаря работе так называемых «ионных насосов» – белковых комплексов, осуществляющих активный транспорт положительно заряженных ионов калия и натрия через мембрану. Такой активный перенос, а также постоянно протекающая пассивная диффузия ионов через поры в мембране обуславливают в покое отрицательный относительно внешней среды заряд с внутренней стороны мембраны нейрона.

Если раздражение нейрона превышает определенную пороговую величину, то в точке стимуляции возникает серия химических и электрических изменений (активное поступление ионов натрия в нейрон и кратковременное изменение заряда с внутренней стороны мембраны с отрицательного на положительный), которые распространяются по всей нервной клетке. В отличие от простого электрического разряда, который из-за сопротивления нейрона будет постепенно ослабевать и сумеет преодолеть лишь короткое расстояние, нервный импульс в процессе распространения постоянно восстанавливается.

Основными функциями нервной клетки являются восприятие внешних раздражений (рецепторная функция), их переработка (интегративная функция) и передача нервных влияний на другие нейроны или различные рабочие органы (эффекторная функция). По дендритам – инженеры назвали бы их «приемниками» – импульсы поступают в тело нервной клетки, а по аксону – «передатчику» – идут от ее тела к мышцам, железам или другим нейронам.

В зоне контакта

Аксон имеет тысячи ответвлений, которые тянутся к дендритам других нейронов. Зона функционального контакта аксонов и дендритов называется синапсом. Чем больше синапсов на нервной клетке, тем больше воспринимается различных раздражений и, следовательно, шире сфера влияний на ее деятельность и возможность участия нервной клетки в разнообразных реакциях организма. На телах крупных мотонейронов спинного мозга может насчитываться до 20 тыс синапсов.

В синапсе происходит преобразование электрических сигналов в химические и обратно. Передача возбуждения осуществляется с помощью биологически активных веществ – нейромедиаторов (ацетилхолина, адреналина, некоторых аминокислот, нейропептидов и др.). Они содержатся в особых пузырьках, находящихся в окончаниях аксонов – пресинаптической части. Когда нервный импульс достигает пресинаптической части, происходит выброс нейромедиаторов в синаптическую щель, они связываются с рецепторами, расположенными на теле или отростках второго нейрона (постсинаптической части), что приводит к генерации электрического сигнала – постсинаптического потенциала. Величина электрического сигнала прямо пропорциональна количеству нейромедиатора. Одни синапсы вызывают деполяризацию нейрона, другие – гиперполяризацию; первые являются возбуждающими, вторые – тормозящими. После прекращения выделения медиатора происходит удаление его остатков из синаптической щели и возвращение рецепторов постсинаптической мембраны в исходное состояние. Результат суммации сотен и тысяч возбуждающих и тормозных импульсов, одновременно стекающихся к нейрону, определяет, будет ли он в данный момент генерировать нервный импульс.

Нейрокомпьютеры

Попытка смоделировать принципы работы биологических нейронных сетей привела к созданию такого устройства переработки информации как нейрокомпьютер. В отличие от цифровых систем, представляющих собой комбинации процессорных и запоминающих блоков, нейропроцессоры содержат память, распределенную в связях (своего рода синапсах) между очень простыми процессорами, которые формально могут быть названы нейронами. Нейрокомпьютеры не программируют в традиционном смысле этого слова, а «обучают», настраивая эффективность всех «синаптических» связей между составляющими их «нейронами». Основными сферами применения нейрокомпьютеров их разработчики видят: распознавание визуальных и звуковых образов; экономическое, финансовое, политическое прогнозирование; управление в реальном времени производственными процессами, ракетами, самолетами; оптимизация при конструировании технических устройств и т.д.

«Голова – предмет темный…»

Нейроны можно разбить на три большие группы: рецепторные, промежуточные и эффекторные. Рецепторные нейроны обеспечивают ввод в мозг сенсорной информации. Они трансформируют сигналы, поступающие на органы чувств (оптические сигналы в сетчатке глаза, акустические – в ушной улитке, обонятельные – в хеморецепторах носа и др.), в электрическую импульсацию своих аксонов. Промежуточные нейроны осуществляют обработку информации, получаемой от рецепторов, и генерируют управляющие сигналы для эффекторов. Нейроны этой группы образуют центральную нервную систему (ЦНС). Эффекторные нейроны передают приходящие на них сигналы исполнительным органам. Результат деятельности нервной системы – та или иная активность, в основе которой лежит сокращение или расслабление мышц либо секреция или прекращение секреции желез. Именно с работой мышц и желез связан любой способ нашего самовыражения.

Если принципы функционирования рецепторных и эффекторных нейронов более или менее понятны ученым, то промежуточный этап, на котором организм «переваривает» поступившую информацию и принимает решение о том, как на нее отреагировать, понятен лишь на уровне простейших рефлекторных дуг. В большинстве же случаев нейрофизиологический механизм формирования тех или иных реакций остается загадкой. Не даром в научно-популярной литературе головной мозг человека часто сравнивают с «черным ящиком».

«…В вашей голове живут 30 млрд нейронов, хранящих ваши знания, навыки, накопленный жизненный опыт. После 25 лет размышлений данный факт кажется мне не менее поразительным, чем раньше. Тончайшая пленка, состоящая из нервных клеток, видит, чувствует, творит наше мировоззрение. Это просто невероятно! Наслаждение теплотой летнего дня и смелые мечты о будущем – все создается этими клетками… Ничего другого не существует: никакой магии, никакого специального соуса, только нейроны, исполняющие информационный танец,» – писал в своей книге «Об интеллекте» известнейший разработчик компьютеров, основатель Редвудского института нейрологии (США) Джефф Хокинс. Уже более полувека тысячи ученых-нейрофизиологов во всем мире пытаются понять хореографию этого «информационного танца», однако на сегодня известны лишь его отдельные фигуры и па, не позволяющие создать универсальную теорию функционирования головного мозга.

Следует отметить, что многие работы в области нейрофизиологии посвящены так называемой «функциональной локализации» – выяснению того, какой нейрон, группа нейронов или целая область мозга активируется в тех или иных ситуациях. На сегодня накоплен огромный массив информации о том, какие нейроны у человека, крысы, обезьяны избирательно активируются при наблюдении различных объектов, вдыхании феромонов, прослушивании музыки, разучивании стихотворений и т.д. Правда, иногда подобные опыты кажутся несколько курьезными. Так, еще в 70-е годы прошлого века одним из исследователей в мозге у крысы были обнаружены «нейроны зеленого крокодильчика»: эти клетки активировались, когда бегущее по лабиринту животное среди прочих предметов натыкалось на уже знакомую ему игрушку маленького зеленого крокодильчика. А другим ученым позднее в мозге у человека был локализован нейрон, «реагирующий» на фотографию президента США Била Клинтона. Все эти данные подтверждают теорию о том, что нейроны в головном мозге специализированы, однако ни в коей мере не объясняют, почему и каким образом происходит эта специализация.

Лишь в общих чертах понятны ученым нейрофизиологические механизмы обучения и памяти. Предполагается, что в процессе запоминания информации происходит формирование новых функциональных контактов между нейронами коры головного мозга. Иными словами, нейрофизиологическим «следом» памяти являются синапсы. Чем больше возникает новых синапсов, тем «богаче» память индивидуума. Типичная клетка в коре головного мозга образует несколько (до 10) тысяч синапсов. С учетом общего числа нейронов коры получается, что всего здесь могут сформироваться сотни миллиардов функциональных контактов! Под влиянием каких-либо ощущений, мыслей или эмоций происходит припоминание – возбуждение отдельных нейронов активизирует весь ансамбль, ответственный за хранение той или иной информации.

В 2000 г шведскому фармакологу Арвиду Карлссону и американским нейробиологам Полу Грингарду и Эрику Кенделу была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине за открытия, касающиеся «передачи сигналов в нервной системе». Ученые продемонстрировали, что память большинства живых существ работает благодаря действию так называемых нейротрансмиттеров – дофамина, норадреналина и серотонина, эффект которых в отличие от классических нейромедиаторов развивается не за миллисекунды, а за сотни миллисекунд, секунды и даже часы. Именно этим и обусловлено их длительное, модулирующее влияние на функции нервных клеток, их роль в управлении сложными состояниями нервной системы – воспоминаниями, эмоциями, настроениями.

Следует также отметить, что величина сигнала, генерируемого на постсинаптической мембране, может быть различной даже при одинаковой величине исходного сигнала, достигшего пресинаптической части. Эти различия определяет так называемая эффективность, или вес, синапса, который может изменяться в процессе функционирования межнейронного контакта. По мнению многих исследователей, изменение эффективности синапсов также играет немаловажную роль в работе памяти. Возможно, часто используемая человеком информация хранится в нейронных сетях, связанных высокоэффективными синапсами, и поэтому быстро и легко «вспоминается». В то же время, синапсы, участвующие в хранении второстепенных, редко «извлекаемых» данных, по-видимому, характеризуются низкой эффективностью.

А все-таки они восстанавливаются!

Одна из наиболее волнующих с медицинской точки зрения проблем нейробиологии – возможность регенерации нервной ткани. Известно, что перерезанные или поврежденные волокна нейронов периферической нервной системы, окруженные неврилеммой (оболочкой из специализированных клеток), могут регенерировать, если тело клетки сохранилось в целости. Ниже места перерезки неврилемма сохраняется в виде трубчатой структуры, и та часть аксона, которая осталась связанной с телом клетки, растет по этой трубке, пока не достигнет нервного окончания. Таким образом восстанавливается функция поврежденного нейрона. Аксоны в ЦНС не окружены неврилеммой и поэтому, по-видимому, не способны вновь прорастать к месту прежнего окончания. В то же время, до недавнего времени нейрофизиологи считали, что в течение жизни человека новые нейроны в ЦНС не образуются. «Нервные клетки не восстанавливаются!», – предостерегали нас ученые. Предполагалось, что поддержание нервной системы в «рабочем состоянии» даже при серьезных заболеваниях и травмах происходит благодаря ее исключительной пластичности: функции погибших нейронов берут на себя их оставшиеся в живых «коллеги», которые увеличиваются в размерах и формируют новые связи. Высокую, но не беспредельную эффективность подобной компенсации можно проиллюстрировать на примере болезни Паркинсона, при которой происходит постепенное отмирание нейронов. Оказывается, пока в головном мозге не погибнет около 90% нейронов, клинические симптомы заболевания (дрожание конечностей, неустойчивая походка, слабоумие) не проявляются, то есть человек выглядит практически здоровым. Получается, что одна живая нервная клетка может функционально заменить девять погибших!

В настоящее время доказано, что в головном мозге взрослых млекопитающих образование новых нервных клеток (нейрогенез) все же происходит. Еще в 1965 г было показано, что новые нейроны регулярно появляются у взрослых крыс в гиппокампе – области мозга отвечающей за ранние фазы обучения и памяти. Спустя 15 лет ученые показали, что в мозге птиц новые нервные клетки появляются на протяжении всей жизни. Однако исследования мозга взрослых приматов на предмет нейрогенеза не давали обнадеживающих результатов. Лишь около 10 лет назад американские ученые разработали методику, которая доказала, что в мозге обезьян в течение всей жизнииз нейрональных стволовых клеток продуцируются новые нейроны. Исследователи вводили животным специальное вещество-метку (бромдиоксиуридин), которое включалось в ДНК только делящихся клеток. Так было обнаружено, что новые клетки начинали размножаться в субвентрикулярной зоне и уже оттуда мигрировали в кору, где и созревали до взрослого состояния. Новые нейроны обнаруживались в зонах головного мозга, связанных с когнитивными функциями, и не возникали в зонах, реализующих более примитивный уровень анализа. В связи с этим ученые предположили, что новые нейроны могут быть важны для процесса обучения и памяти. В пользу данной гипотезы говорит также следующее: большой процент новых нейронов гибнет в первые недели после того, как они родились; однако в тех ситуациях, когда происходит постоянное обучение, доля выживших нейронов значительно выше, чем тогда, когда они «не востребованы» – когда животное лишено возможности образовывать новый опыт.

На сегодня установлены универсальные механизмы гибели нейронов при различных заболеваниях: 1) повышение уровня свободных радикалов и окислительное повреждение мембран нейронов; 2) нарушение деятельности митохондрий нейронов; 3) неблагоприятное действие избытка возбуждающих нейротрансмиттеров глутамата и аспартата, приводящее к гиперактивации специфических рецепторов, избыточному накоплению внутриклеточного кальция, развитию окислительного стресса и гибели нейрона (феномен эксайтотоксичности). Исходя из этого, в качестве лекарственных средств – нейропротекторов в неврологии используют: препараты с антиоксидантными свойствами (витамины Е и С, др.), корректоры тканевого дыхания (коэнзим Q10, янтарная кислота, рибофлавини, др), а также блокаторы рецепторов глутамата (мемантин, др.).

Примерно в то же время была подтверждена возможность появления новых нейронов из стволовых клеток в головном мозге взрослого человека: патологоанатомическое исследование пациентов, получавших при жизни бромдиоксиуридин с терапевтической целью, показало, что нейроны, содержащие данное вещество-метку, обнаруживаются практически во всех отделах мозга, включая кору больших полушарий.

Этот феномен всесторонне исследуется с целью лечения различных нейродегенеративных заболеваний, прежде всего болезней Альцгеймера и Паркинсона, ставших настоящим бичом для «стареющего» населения развитых стран. В экспериментах для трансплантации используют как нейрональные стволовые клетки, которые и у эмбриона, и у взрослого человека располагаются вокруг желудочков головного мозга, так и эмбриональные стволовые клетки, способные превращаться практически в любые клетки организма. К сожалению, на сегодняшний день врачи не могут разрешить основную проблему, связанную с пересадкой нейрональных стволовых клеток: их активное размножение в организме реципиента в 30-40% случаев приводит к образованию злокачественных опухолей. Несмотря на это, специалисты не теряют оптимизма и называют трансплантацию стволовых клетокодним из наиболее перспективных подходов в терапии нейродегенеративных заболеваний.

Подготовила Татьяна Ткаченко

На фото рядом с заголовком: прогениторны клетки (предшественники) нейронов, выращенные в культуре; сканирующая электронная микроскопия.

Источник

Нейроны и нейромедиаторы

Химические цепочки

Все чувства и эмоции, которые испытывают люди, возникают путем химических изменений в головном мозге. Прилив радости, который человек ощущает после получения положительной оценки, выигрыша в лотерею или при встрече с любимым, происходит вследствие сложных химических процессов в головном мозге. Мы можем испытывать огромное количество эмоций, например таких, как печаль, горе, тревога, страх, изумление, отвращение, экстаз, умиление. Если мозг дает телу команду на осуществление какого-либо действия, например, сесть, повернуться или бежать, это также обусловлено химическими процессами. «Химический язык» нашей нервной системы состоит из отдельных «слов», роль которых исполняют нейромедиаторы (их еще называют нейротрансмиттерами).

Любой нейрон может получать большое количество химических сообщений, как положительных, так и отрицательных («работай» или «стоп»), от других нейронов, которые его окружают. Эти сообщения могут конкурировать или «сотрудничать», между собой, заставляя нейрон отвечать специфическим образом. Поскольку все эти события происходят в течение очень короткого времени (считаные доли секунды), очевидно, что медиатор должен быть удален из синаптического пространства очень быстро, чтобы те же самые рецепторы могли работать снова и снова. И это удаление может происходить тремя способами. Молекулы нейромедиатора могут быть захвачены назад в то нервное окончание, из которого они были выделены, и этот процесс получил название «обратный захват» («reuptake»); нейромедиатор может быть разрушен специфическими ферментами, находящимися в готовности недалеко от рецепторов на поверхности нейрона; или активное вещество может просто рассеяться в окружающую область мозга, и быть разрушено там.

Изменение нейротрансмиссии с помощью лекарств

Рассмотрим, что происходит при изменении уровней нейромедиаторов мозга на примере трех из них (серотонин, дофамин и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК).

Серотонин

Многие исследования показывают, что низкий уровень серотонина в головном мозге приводит к депрессии, импульсивным и агрессивным формам поведения, насилию, и даже самоубийствам. Лекарственные вещества под названием антидепрессанты создают блок на пути обратного захвата серотонина, тем самым несколько увеличивая время его нахождения в пространстве синапса. Как итог, в целом увеличивается количество серотонина, участвующего в передаче сигналов с нейрона на нейрон, и депрессия со временем проходит.

В последние годы ведутся бурные дискуссии вокруг психического расстройства, носящего название «синдром дефицита внимания с гиперактивностью» (СДВГ, ADHD). Это расстройство, как правило, диагностируется в детском возрасте. Таким детям очень сложно сохранять концентрацию внимания в течение длительного времени, они совершенно не могут сидеть, не двигаясь; они постоянно находятся в движении, импульсивны и чрезмерно активны. К сожалению, СДВГ диагностируют у все большего числа детей, и многие из них получают лекарства, увеличивающие деятельность медиатора дофамина. Это помогает ребенку быть готовым к работе, более внимательным и сосредоточенным, и поэтому более способным последовательно выполнять задания.

Наркотическое вещество, известное как «экстази» или МДМА, также изменяет уровень серотонина в мозге, но намного более радикально. Он заставляет выделяющие серотонин нейроны выплескивать все содержимое сразу, затапливая этим химикатом весь мозг, что, конечно, вызывает ощущение чрезвычайного счастья и гиперактивность (чрезмерную двигательную активность). Однако, за это приходится расплачиваться позже. После того как экстази израсходовал весь мозговой запас серотонина, включаются компенсаторные механизмы, быстро разрушающие избыток нейромедиатора в мозге. После того, как спустя несколько часов действие наркотика заканчивается, человек, вероятно, будет чувствовать себя подавленным. Этот период «депрессии» продлится до тех пор, пока мозг не сможет восполнить запасы и обеспечить нормальный уровень медиатора. Повторное использование на этом фоне экстази может привести к глубокой депрессии или другим проблемам, которые будут тянуться в течение долгого времени.

Дофамин

Ученые обнаружили, что люди с расстройством психики, известным как шизофрения, фактически чрезмерно чувствительны к дофамину в мозге. Как следствие, при лечении шизофрении используются лекарства, которые блокируют дофаминовые в головном мозге, таким образом, ограничивая воздействие этого нейромедиатора.

С другой стороны, вещества, известные как амфетамины, увеличивают уровень дофамина, заставляя нейроны его высвобождать, и препятствуя его обратному захвату. В некоторых странах врачи используют разумные дозы этих препаратов при лечении некоторых заболеваний, например, синдрома гиперактивности с дефицитом внимания. Тем не менее, иногда люди абсолютно необдуманно неправильно используют эти вещества, пытаясь обеспечить себе повышенный уровень бодрствования и способность решать любые задачи.

Гамма-аминомасляная кислота

Гамма-аминомасляная кислота, или ГАМК, является главным медиатором, чья роль заключается в передаче нейронам команды «стоп». Исследователи полагают, что определенные типы эпилепсии, которые характеризуются повторными припадками, затрагивающими сознание человека и его двигательную сферу, могут являться результатом снижения содержания ГАМК в головном мозге. Передающая система мозга, не имея адекватного «тормоза», входит в состояние перегрузки, когда десятки тысяч нейронов начинают сильно и одновременно посылать свои сигналы, что приводит к эпилептическому приступу. Ученые полагают, что за разрушение слишком большого количества ГАМК могут быть ответственны мозговые ферменты, в связи с чем появились лекарства, которые помогают остановить этот процесс. Время показало их эффективность в лечении не только эпилепсии, но и некоторых других нарушений работы мозга.

Гормоны

Химическое взаимодействие

Источник

Зеркальные нейроны

Содержание

Когда людям позволено делать что им вздумается,

они обычно копируют друг друга.

Сегодня я предлагаю поговорить о зеркальных нейронах. Читая курс «Профайлер-Верификатор», мы обучаем наших студентов анализировать язык жестов, распознавать их и верифицировать ложь. И конечно, не обходится без лекционной части. Ведь, чтобы понимать значение жестов, необходимо понимать в целом мотивы этих движений, чем они обусловлены и как мозг транслирует реакции, пройдя все умозаключения. В этой теме мы много говорим о таких авторах как А.Я. Бродецкий, Д.Моррис, об их теориях и книгах. И в частности рассказываем о том, какие виды поведений в принципе бывают. Также мы говорим о том, как, верифицируя ложь, важно научиться подстраиваться под другого человека, как установить раппорт и сделать так, чтобы он начал тебе доверять. Но мы не упоминаем о зеркальных нейронах. А ведь они лежать в основе всех этих принципах поведения.

Я представляю вам краткую выдержку книги Марко Якобони «Отражаясь в людях», в которой он подробно все описывает. Конечно, здесь представлена лишь крайне малая часть, здесь скорее собраны основные выдержки, касающиеся нашей темы для вашего ознакомления. Но как преподаватель академии, безусловно, я рекомендую прочесть ее полностью.

Суть зеркальных нейронов

Представьте ситуацию, вы молодая мама, у вас маленький ребенок и к вам приходит в гости ваша мама. Малыш радуется бабушке и идет на руки. В следующий раз к ребенку подходит свекровь, а ребенок капризничает и отказывается подходить. Знакома ли вам такая ситуация? Интересно ли вам почему так происходит, ведь вторая бабушка говорит, что очень нежно относится к малышу и любит его. Однако ей ребенок не верит, почему?

Причиной такого поведения являются зеркальные нейроны головного мозга самого ребенка, которые отражают истинную реакцию мамы на свою свекровь. Ребенок же просто это считывает и транслирует то, что из-за ряда правил приличий не может показывать мама.

Именно благодаря зеркальным нейронам у нас есть эмпатия, мы можем понимать поведение другого человека, считывать его эмоции и etc.

Когда мы видим чьи-то страдания или чью-то боль, зеркальные нейроны помогают нам «прочесть» лицо этого человека и заставляют нас реально испытать те же чувства. По мнению Марка Якобони, эти моменты и составляют основу сопереживания и даже всей нашей морали, глубоко укорененной в биологии.

Вспомните, как ведут себя болельщики на матче, они волнуются, настораживаются в моменты напряженной игры, замирают в предвкушении и радуются, когда происходит разрядка. Наблюдать за соревнующимися спортсменами – значит соревноваться самим. Некоторые из тех же самых нейронов у нас, что реагируют при виде игрока, ловящего мяч, срабатывают и когда мы ловим мяч сами. Глядя на игру, мы играем.

Зеркальные нейроны, несомненно, дают правдоподобное нейрофизиологическое объяснение сложных форм социального познания и взаимодействия. Помогая нам распознавать действия других людей, зеркальные нейроны также помогают нам различать и понимать глубочайшие мотивы, стоящие за этими действиями, намерения других лиц.

Где они находятся и как о них узнали?

Впервые заговорила о зеркальных нейронах группа Ридзолатти в Парме. Они исследовали в мозге макак так называемую «область F5», расположенную в премоторной коре – обширной зоне, составляющей часть неокортекса и отвечающей за планирование, выбор и совершение действий. Основной исходный пункт для научных построений таков: хотя объем мозга макак составляет примерно четверть от объема нашего мозга и неокортекс у них тоже намного меньше человеческого, нейроанатомы, как правило, согласны с тем, что несмотря на эту разницу, строение неокортекса у макак и людей более или мене сходное. Элементами, обеспечивающими взаимодействие нейронов, являются синапсы, количество которых поразительно. Отличительным признаком мозга млекопитающих является наличие «новой коры» (неокортекса).

Область F5 содержит миллионы нейронов, отвечающих за «кодирование» одного специфического вида моторного поведения – костевых действий руки, включая хватание, удерживание, разрывания, и, что самое главное, поднимание объектов (еды) ко рту.

В первые годы работы с зеркальными нейронами группа Ридзолатти обнаружила в области F5 еще другие клетки, обладающие особым свойством, которому они не могли найти объяснения. Эти клетки разряжались при хватательных движениях и, кроме того, просто при виде объекта, который можно схватить. Позднее такие нейроны были с долей иронии названы «каноническими». Обе эти картины нейронной активности противоречили старой идее о том, что действие и восприятие – совершенно независимы друг от друга процессы, за которые отвечают отдельные части мозга. В реальном мире, как выясняется, ни обезьяна, ни человек не может наблюдать за кем-либо, берущим яблоко, без того, чтобы в мозгу наблюдателя возник моторный план, необходимый, чтобы взять яблоко самому (активация зеркальных нейронов). Сходным образом, ни обезьяна, ни человек, не может даже взглянуть на яблоко без того, чтобы возник моторный план, необходимы для того, чтобы его взять (активация канонических нейронов).

Базовое свойство зеркальных нейронов – а именно срабатывание и при действии (хватании чашки), и при его наблюдении – говорит о том, что они участвуют в распознавании движении других людей. Напрашивается мысль, что этот процесс – своего рода воспроизведение, внутренняя имитация («симуляция») наблюдаемых действий. Но, поскольку наши собственные движения почти всегда связаны с конкретными намерениями, активация в мозгу при виде чужих действий тех же нейронов, что мы используем для выполнения своих собственных действий, позволяет понимать намерения других людей.

Более того, зеркальные нейроны являются предшественниками речевых механизмов: эти клетки, кодируя, как свое собственное, так и твое наблюдение за этим же действием у других, создают, похоже, некий общий код ля тебя и другого индивидуума – и, следовательно, устанавливают некое «соответствие» между вами. За несколько лет до открытия зеркальных нейронов Элвин Либерман высказал предположение, что, поскольку отправка и получение сообщения требуют, соответственно, продуцирования и восприятия, то эти процессы должны каким-то образом быть связаны и иметь на неком уровне один и тот же формат. Именно такой общий формат обеспечивают зеркальные нейроны.

Имитация есть зеркальные нейроны?

В 1970 годах американский психолог Эндрю Мельцофф положил начало радикальным изменениям в психологии развития, показав, что новорожденные инстинктивно имитируют некоторые простейшие гримасы и движения руками. Младшему из детей, изучавшихся Мельцоффом, было сорок одна минута от роду. Каждая секунда жизни младенца была задокументирована, чтобы не возникало подозрений, что он уже видел движения, которые Мельцофф совершал в ходе эксперимента. И тем не менее ребенок подражал этим движениям. Следовательно, утверждал Мельцофф, в мозгу новорожденного изначально присутствует механизм, обеспечивающий рудементарное имитационное поведение.

Поскольку мозг новорожденных не располагает изощренными когнитивными навыками, тот факт, что они способны имитировать, означает, что в основе этой способности должны лежать сравнительно простые нейронные механизмы. В 1970-х, когда Мельцофф сделал свои открытия, зеркальные нейроны еще не были обнаружены в мозгу ни у обезьян, ни у людей – до их открытия оставалось целых 15 лет.

И так год за годом продолжал изучаться мозг, в частности зеркальные нейроны. На сегодняшний день в этом нет волшебства, мы все знаем об их существовании, благодаря ФМРТ, мы знаем, где они находятся и как они работают.

Мнение М.Якобони

Марко Якобони в своей книге пишет о том, что их исследования подтвердили гипотезу о том, что зеркальные нейроны кодируют намерения. Активность в передней области с зеркальными нейронами при наблюдении за хватательными движениями в том и другом окружении была выше, чем при наблюдении за такими же движениями вне всякого окружения. Зафиксирована, кроме того, более высокая активность при наблюдении за хватательными движениями в обстановке, намекающей на уборку. Этот результат также осмыслен, ибо намерение пить гораздо более первично, чем намерение наводить порядок. Эти результаты, безусловно, говорят в пользу симуляционной модели нашей способности понимать чужие намерения.

Но как зеркальные нейроны в реальности прогнозируют действие, которое должно последовать за наблюдаемым? Как они позволяют понять намерение, стоящее за действием? Гипотеза Якобони такова: мы активируем цепь зеркальных нейронов, в результате чего эти клетки «симулируют» целую последовательность простых действий: рука тянется к чашке, берет ее, подносит ко рту. Так происходит «симуляция» в нашем мозгу намерения человека, на которого мы смотрим. Важнейший для этой гипотезы подтип зеркальных нейронов составляют «логически связующие» клетки. Они разряжаются не при выполнении и наблюдении одного и того же, а при действиях логически связанных между собой, – например, при хватании рукой и поднесении ко рту в экспериментах с обезьянами. Вероятно, это ключевые нейронные элементы для понимания намерений, связанных с наблюдаемыми действиям.

Нам людям, свойственно на почти инстинктивном уровне взаимно координировать свои движения. Я складываю руки, вы складываете руки, я смотрю на вас, вы смотрите в сторону, вы оборачиваетесь, я смотрю в сторону, я смотрю на вас, вы начинаете новую фразу. Чем сильнее люд нравятся друг другу, тем больше, как правило, они подражают один другому. Об этом же, кстати, писал Д.Моррис в книге «Библия языка жестов», описывая подражательное поведение. Эта имитация и координация – тот клей, что скрепляет людей. Отсюда с уверенностью можно сделать вывод, что зеркальные нейроны – неотъемлемая часть механизма, обеспечивающего как можно более легкое вхождение человека в окружающую его социальную обстановку. Они нам необходимы как средство распознавать действия других людей, подражать им, понимать их намерения и чувства.

Хочешь интересную статью в продолжение? Узнай как наш мозг принимает решения и что по этому поводу думает Д.Канеман или о том какие эффекты мозга бывают.

Источник