Нейробиологи обнаружили одну из основ сознания в мозге человека

Группа исследователей из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA) провела серию экспериментов с участием 21 пациента, состоявших на лечении в медицинском центре имени Рональда Рейгана при университете Калифорнии. Используя вживленные в мозг электроды ученые смогли обнаружить нервные клетки, которые были активны как в момент выполнения человеком определенных действий, так и при наблюдении за тем, как те же самые действия выполняет кто-то другой.

Схема эксперимента

В ходе эксперимента люди сначала смотрели, как предметы берет человек на экране компьютера. Потом видео сменялось словесными инструкциями и далее участники опытов либо следовали им (экспериментальная группа), либо целенаправленно воздерживались от действия (контрольная группа).

Зеркальный эффект

Зеркальные нейроны — важнейшее понятие в нейробиологии. Клетки, которые активны как во время выполнения задачи, так и в процессе наблюдения за действиями других, согласно представлениям ученых должны играть ключевую роль в процессах обучения путем подражания, освоения языка и даже способности понимать эмоциональное состояние других.

Новорожденная макака имитирует выражение лица человека. В имитации, как считают ученые, важную роль играют именно зеркальные нейроны, а без имитации невозможно и обучение развивающегося организма.

Источник: Evolution of Neonatal Imitation. Gross L, PLoS Biology Vol. 4/9/2006

Полной и всеобъемлющей теории зеркальных нейронов у специалистов, правда, нет до сих пор, но их обнаружение небезосновательно считается одним из важнейших открытий электрофизиологов. Ученые надеются, что понимание роли зеркальных нейронов поможет не только в решении фундаментальных задач, но и в поиске ответа на вопрос о природе аутизма и других расстройств, связанных с нарушением способности понимать окружающих.

Узнавать намерения родителей дети могут с возраста как минимум в полгода

Электрофизиология

Изучение работы мозга при помощи вживленных электродов — это метод, который обычно используют при работе с животными. А вот на людях, по понятным причинам так почти не экспериментируют.

Исключение составляют только те случаи, когда электроды уже были вживлены для медицинского вмешательства. При помощи вживленных в мозг тончайших электродов хирурги контролируют ход операций, с их помощью локализуют очаги эпилептических приступов, а полностью парализованным людям при помощи подключаемой непосредственно к мозгу электронной схемы небезуспешно пытаются вернуть способность самостоятельно совершать хоть какие-то действия.

А если электроды уже вживлены, то почему бы не попытаться и провести исследование, способное пролить свет на работу мозга в целом? Для пациента просмотр видео на экране ноутбука и выполнение простых задач большого труда не составит, а нейробиологи получат те данные, которые в принципе нельзя получить при экспериментах на животных.

Зоны коры головного мозга (показано лишь самое крупное деление, в каждой зоне есть свои участки) - лобная доля выделена голубым, височная зеленым, желтым теменная и красным - затылочная доли.

Что получили?

Всего у 21 пациента нашли 1177 зеркальных нейронов. На фоне сотни миллиардов нервных клеток в одном мозге это немного. Но следует уточнить, что ученые использовали уже вживленные электроды, каждый из которых в лучшем случае мог попасть лишь на несколько нервных клеток. Даже на мыши или крысе засечь активность хотя бы одной нервной клетки — задача, требующая определенного мастерства и использования сложной аппаратуры, поэтому реально можно говорить о том, что счет зеркальным нейронам в мозге человека идет как минимум на миллионы.

При этом множество данного вида нейронов обнаружилось в ответственном за организацию движений участке коры и в гиппокампе (структуре, связанной в том числе с памятью) — что свидетельствует о возможном вовлечении их в процессы обучения.

Кроме того, ученые нашли больше зеркальных нейронов, чем следовало бы ожидать исходя из результатов экспериментов с приматами.

Говорит ли это о том, что человек обладает большим по сравнению с обезьяной числом подобных клеток? Пока делать такие выводы преждевременно.

Исследователи отмечают только то, что отдельные популяции зеркальных нейронов более активна при выполнении действия, чем во время пассивного наблюдения.