регистрация отдельных нейронов» (запись активности отдельно взятого нейрона или небольшой их группы), что невозможно провести на людях. И снова возникает предположение: на материале мозга макаки можно сделать выводы о функциях мозга человека – мы еще вернемся к этому.
Исследователи уже установили, что клетки в отдельной части премоторной коры активируются, когда обезьяна хватает объект – неудивительно, учитывая, что это «двигательная» кора. Новый эксперимент проводился для изучения специфики хватки более подробно. Некоторые клетки активировались больше при хватке-щипке (попытка взять объект при помощи большого и указательного пальца, например, если хотите подцепить отдельную маленькую ягодку), а другие реагировали сильнее, когда обезьяна брала объект всей рукой (например, как поднимаем апельсин или мячик). Какие-то вообще реагировали, когда макака всего лишь смотрела на объект, который теоретически могла взять. При этом в качестве предметов чаще всего использовалась еда, чтобы обезьяна реагировала. Их не особо интересуют мячи, зато апельсины очень нравятся.
Риццолатти с коллегами хотел отделить нейронный отклик на вид объекта от отклика, происходящего при его подбирании. Для этого в эксперименте обезьян обучили нажимать кнопку, включающую свет за односторонним зеркалом, где виднелся предмет, который можно взять. Свет горел в течение полутора секунд, и когда гас, зеркальная дверца открывалась, обезьяна могла дотянуться и получить еду. Затем клали в ящик другой объект, закрывали дверцу и снова просили обезьяну сделать то же самое. Задержка перед открытием дверцы давала достаточно времени, чтобы в лобной доле сформировался план: как схватить объект, притянуть к себе и съесть. А команде Риццолатти это давало возможность рассмотреть, участвует ли в процессе премоторная кора.
Их открытие всех поразило. Некоторые клетки функционировали весьма странно. Они реагировали не только когда обезьяна планировала схватить объект, но и после того, как уже брала и съедала – а именно, когда наблюдала за манипуляциями экспериментаторов с новым объектом.
Это казалось невероятным. Клетки, отвечающие за планирование движений животного, реагировали, когда двигался кто-то другой. Риццолатти с коллегами описали произошедшее и продолжили эксперименты. Когда исследование только вышло в 1988 году, сообщество нейробиологов не обратило особого внимания на результаты. В 1992 году группа Риццолатти опубликовала новую работу на тему необычных нейронов, которые назвали зеркальными.
Выдвинули предположение, что они являются частью механизма, отвечающего за кодирование значения наблюдаемых действий других, и одна из ключевых функций премоторной коры заключается в том, чтобы запоминать нужные двигательные акты в ответ на сенсорные стимулы[219].
То, что случилось дальше, – очередная загадка науки. Идея, которая до этого была абсолютно незамеченной, внезапно захватила умы ученых. Зеркальные нейроны оказались на передовой нейробиологии, набрав популярность. Исследователи из множества областей начали говорить на эту тему. Предположения об их функциях в человеческом мозге выдвигались еще до того, как их наличие у человека подтвердили (вспомните, Риццолатти обнаружил их в мозге макак, а не людей). Для начала надо было продемонстрировать, что у нас тоже есть зеркальные нейроны. В этом и заключалась трудность, так как методика, использованная командой Риццолатти (внедрение электрода в мозг для регистрации активности отдельных нейронов), не подходила для людей при «нормальных» обстоятельствах. Необходимая для этого операция достаточно сложна и связана с высоким риском необратимого повреждения мозга.
Изначально поиск доказательств существования зеркальных нейронов у людей полагался на исследования активности крупных групп нейронов. Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) позволяет наблюдать за работой мозга. Благодаря магнитам атомы водорода в крови поворачиваются, а компьютер фиксирует приток крови и выдает его цветное изображение. Более активный приток крови к конкретной части мозга значит, что она работает активнее и на изображении будет окрашена в ярко-красный. В этих исследованиях выяснилось, что у нас на самом деле есть зеркальные нейроны, которые работают так же, как и у обезьян. Однако методика фМРТ не позволяет точно определить, что делает конкретный набор нейронов, не говоря уже о записи активности нескольких или одного нейрона с высокой точностью. Словно пытаться рассматривать микроорганизмы в одной капле воды из пруда с помощью лупы. Конечно, если используете лупу, вам лучше видно происходящее в этой капле, но для наблюдения за микроорганизмами нужен аппарат помощнее. Как перенести исследования с обезьян на людей – вопрос открытый.
Решающее исследование опубликовали в 2010 году. Группе пациентов, страдающих от серьезной эпилепсии, не поддающейся медикаментозному лечению, имплантировали в мозг электроды, чтобы врачи могли определить, какая нервная ткань служит причиной. Как только был обнаружен эпилептический очаг, исследователи собирались удалить его, надеясь уменьшить частоту и силу приступов. Пациенты добровольно вызвались стать подопытными, чтобы нейробиологи изучили деятельность отдельных клеток, пока электроды имплантированы, – уникальная и редкая возможность записать активность отдельных нейронов рабочего человеческого мозга. Во время эксперимента исследователи показывали респондентам изображения улыбающихся и хмурящихся людей, а также трехсекундные видео, где руки хватают какой-то объект, а затем просили людей повторить те же действия, все это время записывая активность мозга[220].
Некоторые нейроны, активность которых зафиксировали (более тысячи), вели себя точно так же, как зеркальные нейроны при исследовании обезьян. Эта небольшая группа активировалась и когда испытуемый улыбался, и когда смотрел, как улыбается кто-то другой, – характерное для зеркальных нейронов Риццолатти поведение. Нейроны, активность которых записали в этом исследовании, были из различных структур мозга (ученым пришлось ограничить пространство теми структурами, которые интересовали врачей). Однако в том участке, который соответствовал изученному Риццолатти у обезьян, ничего не нашлось. Как только зеркальные нейроны обнаружили в коре головного мозга людей, начали множиться различные предположения. Зеркальным нейронам начали приписывать самые разнообразные функции: способность к языку, чтение по губам, распознавание эмоций по выражениям лиц, курение, сексуальная ориентация, ожирение, любовь и даже мужская эрекция – и это не все[221].
Споры о том, за что же отвечают зеркальные нейроны в человеческом поведении, продолжаются.
Самое популярное мнение (и на протяжении долгого времени самое авторитетное) – зеркальные нейроны помогают оценивать значение действий окружающих нас людей. Можете мысленно заменить слово «обезьяна» на слово «человек» в следующей цитате Риццолатти, так как данные функции у нас теоретически похожи:
«Учитывая многообразие социальных взаимодействий в группе обезьян, понимание одной из них поступков другой должно быть невероятно важным фактором при определении курса действий… Важность умения быстро принять решение (как двигаться в соответствии с движениями других особей), вероятно, и привела к выбору подобного типа кодирования, позволяющему мгновенно распознавать стимулы»[222].
Вкратце: Риццолатти и те, кто согласен с его точкой зрения, полагают, что мы используем зеркальные нейроны для предсказания будущего (почти в прямом смысле), отвечая на следующие вопросы: «Что делает этот человек?» и «Что я должен предпринять в ответ?» Деятелей и действия необходимо быстро, точно и четко распознавать, чтобы не войти в чье-нибудь меню и не проиграть в битве за ресурсы. Несмотря на то что в наших жизнях риск попасться в лапы льву, тигру или медведю значительно уменьшился, все равно важно понимать и предсказывать, что будут делать другие представители нашего вида.
Недавно исследователи предположили наличие у зеркальных нейронов парочки других функций. Помимо того, что они позволяют нам понимать действия окружающих, согласно новым теориям, зеркальные нейроны помогают осознавать эти действия, предсказывая, что люди сделают потом, или цели действий. Мы предсказываем это, наблюдая за собой и обучаясь контролировать тела, а затем применяем полученную информацию к действиям окружающих. Зеркальные нейроны, которые реагируют и на наши действия, и на движения окружающих, вероятно, позволяют нам предположить, что случится дальше. Представьте, как играете в мячик с детьми. Ваша визуальная система наблюдает за полетом игрушки между вами и маленькой Джейни. Моторная система получает сообщения от визуальной системы и опирается на эти данные, чтобы скомандовать мышцам, как поймать мяч. Вам необходимо проанализировать входящую информацию и сгенерировать команды до того, как мяч долетит до вас, или он попадет прямо в лицо. Надо предсказать, куда направится мяч, и скорректировать положение рук. Однако к тому моменту, как команда будет подана, визуальная информация уже устареет. Даже при невероятной скорости ответа нейронов двигательная система дает команды мышцам, опираясь на данные о том, где был мячик несколько миллисекунд назад.
Если бы мы полагались только на визуальные данные, придумывая и воплощая план действий (в этом случае – движений), мы бы никогда не изобрели игры, в которых надо что-то кидать друг в друга. Но, раз мы способны научиться предсказывать смысл движений окружающих и как надо на них реагировать, мы можем поймать этот мячик в воздухе и кинуть обратно ребенку – а тот учится поступать точно так же при помощи своих зеркальных нейронов.