Отражаясь в людях: почему мы понимаем друг друга

Какие же они обезьяны!

НЕЙРОМИР

Чем мы, люди, занимаемся, по сути дела, весь день напролет? Мы читаем окружающий мир, и в особенности людей, которых видим. Мое лицо в зеркале с утра пораньше смотрится не очень, но другое лицо в том же зеркале говорит мне, что моя прелестная жена чудесно выглядит. Один-единственный взгляд на завтракающую одиннадцатилетнюю дочь подсказывает мне, что лучше ходить по возможности бесшумно и пить эспрессо молча. Когда в лаборатории сотрудник протягивает руку за гаечным ключом, я понимаю, что он собирается что-то подкрутить в магнитном стимуляторе, а не запустить этим ключом в стену со злости. Когда сотрудница входит, радостно улыбаясь или самоуверенно ухмыляясь (разница может быть поистине очень тонкой - все зависит от крохотных нюансов в сокращении лицевых мускулов), я автоматически и почти мгновенно определяю, что это - улыбка или ухмылка. За день мы совершаем десятки, сотни таких актов распознавания. Без преувеличения — это одно из главных наших занятий.

Причем мы делаем это не задумываясь. Это кажется таким обычным. А ведь это поистине необычно - необычно, помимо прочего, тем, что кажется обычным! Столетиями философы чесали в затылке, размышляя над способностью людей понимать друг друга. Их затруднения вполне объяснимы: у них не было практически никаких научных данных. Уже примерно 150 лет психологи, когнитологи и нейроспециалисты располагают некоторыми научными данными (а последние 50 лет - даже огромным количеством таких данных), однако долгое время они продолжали чесать в затылке. Никто не мог даже подступиться к объяснению того, как это у нас получается - понимать, что делают, думают, чувствуют другие люди.

Теперь мы вплотную подошли к объяснению всего этого. Своим очень тонким пониманием других людей мы обязаны определенным группам специализированных мозговых клеток - зеркальных нейронов. Они и есть те крохотные чудесные механизмы, что ведут нас по жизни. Они лежат в сердцевине нашей навигационной системы. Они связывают нас друг с другом умственно и душевно.

Почему нас захлестывают эмоции от мастерски сделанных душераздирающих сцен в некоторых фильмах? Потому что зеркальные нейроны воссоздают в нашем мозгу те напасти, что мы видим на экране. Мы сопереживаем персонажам и понимаем их чувства, - поскольку в буквальном смысле испытываем то же самое. А если мы видим на экране поцелуй двух кинозвезд? Некоторые из клеток, срабатывающих при этом в нашем мозгу, - те же самые клетки, что включаются, когда мы целуем наших любимых. «Понимание чужих чувств» - все же недостаточно сильные слова, чтобы описать действие зеркальных нейронов. 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. Эти моменты, я считаю, составляют основу сопереживания и даже всей нашей морали, глубоко укорененной в биологии. Смотрите ли вы спортивные телепередачи? Если да, вы наверняка видели много кадров, показывающих болельщиков крупным планом: одни замерли в предвкушении, другие пришли в самый настоящий экстаз (это особенно характерно для показа бейсбольных матчей, где много пауз). Такие кадры эффектны и эффективны, ибо, благодаря нашим зеркальным нейронам, мы, видя эти эмоции, переживаем их. 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. Мы понимаем действия игроков, потому что у нас в мозгу есть образы этих действий, основанные на наших собственных движениях. Поскольку различным действиям иногда присущи сходные характеристики движений и они активизируют примерно одинаковые группы мышц, нам не обязательно быть умелыми игроками, чтобы «зеркально копировать» спортсменов в мозгу Зеркальные нейроны не умеющего играть в теннис болельщика срабатывают при виде профессионала, исполняющего смэш, потому что этому болельщику, конечно, доводилось в жизни делать резкие движения рукой из-за головы сверху вниз; соответствующие нейроны у болельщика вроде меня, который и сам играет в теннис, ясное дело, функционируют в этом случае куда более активно. А когда я наблюдаю за игрой моего кумира Роджера Федерера, зеркальные нейроны у меня уж точно реагируют со страшной силой.

Зеркальные нейроны, несомненно, дают - причем впервые в истории - 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. Всегда считалось, что почти невозможно изучать с помощью опытов намерения, поскольку они рассматривались как нечто слишком «умственное». Как мы вообще можем проводить сравнения между чужими внутренними состояниями и нашими собственными? Философы веками ломали голову над этой «проблемой чужого сознания» - и практически безрезультатно. Теперь у них есть кое-какие реальные научные данные, с которыми можно работать. Исследования зеркальных нейронов дают и им, и всем, кого интересует проблема понимания людьми друг друга, существенную пищу для размышлений.

Рассмотрим эксперимент с чайной чашкой, который я придумал несколько лет назад и более подробно опишу ниже. Его участникам показывают три видеоклипа, где снято одно и то же простое действие: человеческая рука берет чайную чашку. В первом клипе какое-либо окружение отсутствует: просто рука и чашка. Во втором показаны еще и последствия чаепития - неопрятный стол с крошками печенья и испачканными салфетками. Третий видеоклип изображает аккуратно накрытый стол, подготовленный к предстоящему чаепитию. И во всех трех вариантах в кадре появляется рука и берет чашку. Больше ничего не происходит, так что хватательное движение, которое видят участники эксперимента, в точности одно и то же. Разница только в обстановке.

Фиксируют ли эту разницу зеркальные нейроны в мозгу у испытуемых? Да, фиксируют. Когда участнику эксперимента демонстрируют хватательное движение вне всякого окружения, его зеркальные нейроны наименее активны. Они активнее, когда он видит второй и третий сюжеты, причем наиболее активны, когда ему показывают аккуратную картинку. Почему? Потому что намерение пить гораздо глубже, чем намерение наводить порядок. Эксперимент с чайной чашкой сейчас хорошо известен в нейронауке, но это не единичный пример: серьезные опыты показали, что человеческий мозг способен зеркально воспроизводить глубочайшие аспекты чужого внутреннего состояния (и в том числе, безусловно, намерение) на тонкоструктурном уровне одной мозговой клетки. Это в высшей степени примечательно. Так же, как и то, что эта имитация происходит без всяких усилий с нашей стороны. Нам не нужно делать сложные умозаключения или выполнять запутанные алгоритмы. Вместо этого мы используем зеркальные нейроны.

На предмет исследования можно взглянуть и под другим углом. Лаборатории по всему миру накапливают подтверждения того, что нарушения социальных аспектов личности, например аутизм, могут объясняться первичными дисфункциями зеркальных нейронов. Я предполагаю, что зеркальные нейроны могут также играть очень важную роль в имитационном насилии, вызываемом насилием в СМИ. У нас есть, кроме того, предварительные данные, показывающие, что зеркальные нейроны важны для различных форм социальной идентификации, включая брендинг и вступление в ту или иную политическую партию. Вы слышали про нейроэтику, нейромаркетинг, нейрополитику? Нет? Еще услышите в ближайшие годы и десятилетия, и исследования в этих областях будут так или иначе уходить корнями в функционирование зеркальных нейронов.

Эта книга рассказывает о счастливых находках, приведших к революционному открытию особого класса мозговых клеток, о замечательных успехах в этой отрасли науки за какие-нибудь двадцать лет, о чрезвычайно хитроумных экспериментах, которые сейчас идут в нескольких лабораториях по всему миру. Говоря попросту - я верю, что эта работа заставит нас радикально переосмыслить глубочайшие аспекты наших социальных взаимоотношений и сами наши личности. Несколько лет назад один исследователь предположил, что открытие зеркальных нейронов может сыграть в нейронауке такую же роль, какую в биологии сыграло открытие ДНК¹. Это чрезвычайно смелое предположение: ведь практически все в биологии связано с ДНК. Не окажется ли так, что в будущие десятилетия нейронаука все будет рассматривать в свете деятельности зеркальных нейронов?

СЮРПРИЗЫ МОЗГА

Последние пятнадцать лет я живу в Лос-Анджелесе и работаю в своей лаборатории Калифорнийского университета в этом городе, но моя фамилия подсказывает, что самое подходящее место, чтобы начать эту историю, - Италия, и я рад сообщить, что она начинается именно там, точнее, в небольшом красивом городе Парме, знаменитом своей легендарной едой (особенно пармской ветчиной и сыром пармезан) и музыкой. Теперь мы можем добавить к перечню знаменитых на весь мир статей пармского экспорта и нейронауку: ведь именно в здешнем университете группа нейрофизиологов, возглавляемая моим другом Джакомо Ридзолатти, впервые обнаружила зеркальные нейроны.

Ридзолатти и его сотрудники работают со свинохвостыми макаками Масаса nemestrina - обезьянами, которых часто используют для опытов нейроспециалисты всего мира. Эти макаки очень послушны, в отличие от своих более знаменитых родичей - резусов, которые весьма склонны к соперничеству и ведут себя как альфа- самцы (даже если они самки). Исследуя обезьян в лабораториях, подобных лаборатории Ридзолатти, ученые исходят из предположения, что полученные результаты помогут пониманию человеческого мозга, который, согласно широко распространенному мнению, является самым сложным объектом в известной нам вселенной. Это мнение небезосновательно: ведь наш мозг содержит примерно 100 миллиардов нейронов, каждый из которых может взаимодействовать с тысячами и даже десятками тысяч других нейронов. Элементами, обеспечивающими взаимодействие нейронов, являются синапсы, количество которых поразительно. Отличительным признаком мозга млекопитающих является наличие «новой коры» (неокортекса) - эволюционно наиболее «молодой» структуры нашего мозга. 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 менее сходное.

Группа Ридзолатти в Парме исследовала в мозге макак так называемую «область F5», расположенную в премоторной коре - обширной зоне, составляющей часть неокортекса и отвечающей за планирование, выбор и совершение действий. Область F5 содержит миллионы нейронов, отвечающих за «кодирование» одного специфического вида моторного поведения - кистевых действий руки, включая хватание, удерживание, разрывание и, что самое главное, поднесение объектов (еды) ко рту. Для каждой макаки, как и для всех приматов, это самые базовые, сущностно важные действия. Мы, представители вида Homo sapiens, беремся за предметы и совершаем с ними манипуляции весь день - с того момента, как нащупываем кнопку на будильнике, до той минуты восемнадцать часов спустя, когда поправляем подушку перед сном. В целом мы совершаем за день сотни, а то и тысячи хватательных действий. Именно поэтому группа Ридзолатти выбрала для самого детального изучения область F5. Все нейроспециалисты исследуют работу мозга ради теоретического понимания, но мы вместе с тем преследуем и практические цели - в частности, возможные открытия, способные привести к разработке новых методов лечения болезней. Выявление нейрофизиологических механизмов моторного контроля мозга макаки за ее кистью может в итоге помочь хотя бы частичному восстановлению кистевых функций у людей с повреждениями мозга.

Благодаря кропотливой экспериментальной работе группа Ридзолатти существенно продвинулась в понимании функционирования моторных мозговых клеток обезьян во время их различных хватательных действий (эти клетки потому называются моторными, то есть «двигательными», что они расположены в начале цепочки, управляющей мышцами тела). И вот в один прекрасный день, примерно двадцать лет назад, нейрофизиолог Витторио Галлезе ходил по лаборатории во время перерыва в эксперименте. Обезьяна спокойно сидела на стуле, дожидаясь очередного задания. И вдруг Витторио, потянувшись за чем-то - он не помнит, за чем именно, - уловил вспышку активности со стороны компьютера, подсоединенного к электродам, которые были хирургическим путем имплантированы в мозг обезьяны. Непривычному уху эта активность могла бы показаться хаотическим шумом; но для уха опытного нейроспециалиста она означала электрический разряд из интересующей его клетки в области F5. Витторио мгновенно подумал, что это странная реакция. Обезьяна сидела себе тихо, не намереваясь ничего хватать, и тем не менее этот нейрон, связанный с хватательными действиями, сработал.

Так, по крайней мере, гласит одна из версий истории о первом зафиксированном обнаружении зеркального нейрона. Другая касается одного из коллег Витторио - Лео Фогасси, который взял арахис и тем самым вызвал возбужденный отклик в области F5 мозга обезьяны. В еще одной фигурируют Витторио Галлезе и порция мороженого. Есть и всякие версии - они правдоподобны, но ни одна не подтверждена документально. Годы спустя, когда значение зеркальных нейронов было уже осознано, пармские специалисты обратились к лабораторным журналам в надежде составить достаточно точную хронологию своих ранних наблюдений. Но они попросту не смогли этого сделать. Они нашли записи о «сложных зрительных реакциях» моторных клеток обезьян в области F5. Эти записи были неясны, потому что в то время ученые не знали, как истолковать свои наблюдения. Ни один нейроспециалист в мире даже вообразить тогда не мог, что моторные клетки способны давать разряд при простом восприятии чужих действий без какой-либо собственной двигательной активности. В свете как экспериментальных данных, так и теоретических разработок того времени это представлялось абсурдом. Мозговые клетки обезьяны, посылающие сигналы другим клеткам, которые анатомически соединены с мышцами, не должны разряжаться, когда животное сидит совершенно неподвижно, положив руки на колени, и наблюдает за действиями человека. И тем не менее они разряжались.

В конце концов, не так уж важно, что «момент эврики» для зеркальных нейронов растянулся на годы. Важно, что группа вскоре вплотную занялась странными явлениями, происходившими в ее лаборатории. Поначалу ученым самим трудно было поверить в полученные результаты, но со временем они почувствовали также, что обнаруженные факты, если они подтвердятся, могут потенциально означать новое слово в науке. Они не ошиблись. За двадцать лет, прошедших после той первой фиксации зеркально-нейронного разряда, череда хорошо контролируемых экспериментов с обезьянами, а позднее и с людьми (но с ними, как правило, проводились другие эксперименты, без вживления в мозг электродов) подтвердила замечательное явление. Тот простой факт, что группа клеток в человеческом мозгу - зеркальные нейроны - дает разряд, когда человек либо бьет по футбольному мячу, либо видит, как по нему бьет другой, либо даже просто произносит или слышит слово «Удар!», ведет к поразительным открытиям и новому пониманию.

ВЕЛИКОЛЕПНАЯ ЧЕТВЕРКА

Теперь мы знаем, что зеркальные нейроны составляют примерно 20 процентов клеток в области F5 мозга макаки. Остальные 80 процентов зеркальными не являются. При таком соотношении пармская группа неизбежно должна была рано или поздно обнаружить зеркальные нейроны. Когда это произошло, постулаты, на которых базировалась работа не только данной лаборатории, но и всех нейроспециалистов мира, подверглись переоценке. В 1980-х годах нейроспециалисты были убеждены в истинности парадигмы, гласившей, что различные функции мозга (как макаки, так и человека) распределены по различным «ящикам». Согласно этой парадигме, восприятие (зрительное, слуховое и т.д.) и действие (протягивание руки за едой, хватание еды, поднесение ее ко рту) полностью разделены и независимы друг от друга. Третья функция - когнитивная, познавательная - находится, как считалось, где-то посередине между восприятием и действием и позволяет нам планировать свое моторное поведение, выбирать тот или иной его вариант, обращать внимание на то, что имеет к нам отношение, игнорировать все несущественное, запоминать имена и события и т.д. Эти три широко понимаемые функции, как правило, считались отделенными друг от друга в мозгу. Такая система отражала вполне оправданную склонность ученых объяснять явления самым экономным образом. Разбить сложное явление на более простые составные части - хороший исследовательский принцип. Такой подход и сейчас доминирует в нейрофизиологии и нейронауке, и во многих специальных областях исследований он работает хорошо. Например, ученые идентифицировали нейроны, которые реагируют только на горизонтальные линии в поле зрения, и нейроны, посылающие «код» лишь при восприятии вертикальных линий.

Многие мозговые клетки действительно кажутся весьма узкоспециализированными. Однако нейроспециалист, считающий, что нейроны так легко можно разложить по полочкам «восприятия», «действия» и «познания», рискует полностью обойти вниманием (или отвергнуть как случайность) нейронную активность, которая выражается в куда более сложном кодировании, активность, свойственную мозгу, имеющему дело с окружающим миром гораздо более «холистским», целостным, чем думали раньше. Именно так ведут себя зеркальные нейроны. Хотя все участники пармской группы - ученые высочайшего класса, они, тем не менее, не были подготовлены к встрече с моторным нейроном, который в то же время является нейроном восприятия. В связи с этим вспоминается старое изречение: «Каждый шаг научного прогресса — это очередные похороны». Звучит довольно мрачно, и это, конечно, преувеличение, но мы все знаем, как трудно отказаться от старой парадигмы, мыслить непредвзято, настроиться на перемены, - причем это касается не только науки. И потому прошло немало лет, прежде чем первооткрыватели (а потом и другие исследователи в разных странах) сумели истолковать «сложные зрительные реакции», зафиксированные в лаборатории. Поначалу пармские ученые не были внутренне готовы оспорить постулаты, унаследованные от поколений специалистов, ведь на них опиралось множество плодотворных исследовательских работ. К тому же никаких фактов, которые противоречили бы этим постулатам, до того момента обнаружено не было².

И все же они их оспорили - причем с разных сторон. В первые годы работы с зеркальными нейронами группа Ридзолатти обнаружила в области F5 еще и 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 независимые 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, необходимый, чтобы его взять (активация канонических нейронов). Словом, хватательные действия и моторные планы, нужные, чтобы завладеть плодом и съесть его, неразрывно связаны с самим нашим пониманием плода. Картина реакции как зеркальных, так и канонических нейронов в области F5 ясно показывает, что восприятие и действие не разграничены между собой в мозгу. Это две стороны одной медали, неотделимые друг от друга.

Некоторые из самых ранних экспериментов с макаками в Парме, проведенных в 1980-х, за годы до тех загадочных случаев, что привели впоследствии к открытию зеркальных нейронов, подтверждали именно эти выводы о тесной связи между восприятием и действием. В то время группа проводила эксперименты не в области F5 моторной коры, а в соседней области F4. В области F5, как мы видели, клетки наиболее активно разряжаются, когда обезьяна что-то делает кистью руки. Нейроны в области F5 разряжаются и в том случае, когда обезьяна совершает движения ртом - например, кусает что-либо - или коммуникативные лицевые движения (к их числу относится причмокивание губами, имеющее у приматов позитивный социальный смысл)³. Более того, некоторые нейроны в области F5 разряжаются и при кистевых движениях, и при движениях рта. Это также противоречит представлениям о том, что мозг состоит из отдельных «ящиков»: отдельный «ящик» для кисти руки, отдельный - для рта (подобным образом, скорее всего, сконструировал бы мозг инженер). Нейроны, «кодирующие» и для кисти, и для рта, однако, отлично укладываются в теорию целостного восприятия функций мозга, согласно которой моторные клетки интересуются целью действия. Ведь кисть руки подносит пищу ко рту. Что касается области F4, там клетки разряжаются в основном при движениях всей руки обезьяны, или шеи, или лица. Так полагали ученые, и таковы были результаты экспериментов, пока не было обнаружено, что эти клетки разряжаются и в ответ на одну лишь сенсорную стимуляцию, безо всяких движений самой обезьяны. При этом они реагируют только на стимуляцию со стороны реальных объектов. Простые световые пятна или фигуры на экране не вызывали никакой реакции этих клеток. Кроме того, они разряжаются, лишь если воспринимаемый объект находится совсем близко от обезьяны, и разряжаются особенно сильно, если объект быстро к ней приближается. И еще одно специфическое свойство этих клеток: они реагируют и просто на прикосновение к лицу, шее или руке обезьяны. Вывод: поле зрительного восприятия (та часть окружающего пространства, где зрительные раздражители вызывают реакцию клетки) и поле тактильного восприятия (та часть тела, прикосновения к которой приводят к срабатыванию клетки) сопряжены друг с другом в этих нейронах из области F4. Их поразительные реакции означают, что они создают карту пространства, окружающего тело животного, которую мы называем картой периперсонального (то есть ближнего) пространства. И они же инициируют движение руки обезьяны, в частности, в этом пространстве. Две совершенно разные функции соединены в одной группе клеток. Эти физиологические особенности наводят на мысль, что карта пространства, окружающего тело, — это карта потенциальных действий, которые может совершить тело⁴.

Новую парадигму, рожденную открытием этих нейронов из областей F4 и F5 (включая, разумеется, зеркальные нейроны), в определенном смысле предвосхитил французский философ XX века Морис Мерло-Понти. Он принадлежал к философской школе, возникшей около 1900 года и получившей название феноменология. Другими ее членами были Франц Брентано, Эдмунд Гуссерль и великий Мартин Хайдеггер. Они критиковали философский подход классиков, которые, по их мнению, соблазнились поисками некоего «святого Грааля», стремясь проникнуть в самую суть явлений, и в результате увязли в размышлениях об абстракциях (платоновская традиция). Взамен феноменологи призвали, следуя Аристотелю, вернуться «назад, к самим вещам». Они ратовали за то, чтобы уделять пристальное внимание объектам и явлениям реального мира, и нашему внутреннему опыту взаимодействия с этими объектами и явлениями. Ридзолатти и его коллеги по пармской лаборатории, изучая клетки в областях F4 и F5 фронтальной коры макак, использовали весьма традиционные методы, но со временем, занимаясь интерпретацией результатов, они смогли выйти за рамки традиционных представлений об особых отделах для клеток, отвечающих за действие, восприятие и познание. Они нашли в себе силы отвергнуть господствующую парадигму и связанные с ней гипотезы. Они не тратили годы на попытки вывести сложные и абстрактные вычислительные правила, чтобы объяснить накапливающиеся факты, производившие странное впечатление. Вместо этого они сумели применить в своих исследованиях свежий, непредвзятый подход, который я называю нейрофизиологической феноменологией. Только такой подход дал им возможность понять, что восприятие и действие - единый мозговой процесс.

Главный «философ» пармской группы - бородатый и черноокий нейрофизиолог Витторио Галлезе. Именно он изучил труды Мерло-Понти, нашел аналогии между философией и нейронаукой и описал открытия группы в философских терминах. Галлезе охотнее всех пускался в рассуждения о глубоком скрытом смысле функционирования зеркальных нейронов. Именно благодаря его докладу на конференции «К науке о сознании» в Тусоне, штат Аризона, в 1998 году о зеркальных нейронах впервые заговорила широкая научная общественность. Там же Галлезе по счастливой случайности познакомился с философом Элвином Голдманом, занимающимся проблемой чужого сознания. Голдман - горячий сторонник теории симуляции, согласно которой, чтобы понять, к примеру, чувства влюбленной девушки, другой человек должен сам войти в роль влюбленного. Голдман мгновенно уловил связь новых исследований зеркальных нейронов со своими собственными идеями, и они с Галлезе вместе написали статью, где впервые было выдвинуто предположение о том, что зеркальные нейроны - нейронный коррелят симуляционного процесса, необходимого, чтобы понять другого человека⁵.

С любовью Галлезе к философии и науке сравнимо лишь его пристрастие к опере (довольно-таки распространенное в Парме). Он принадлежит к числу двадцати семи членов эксклюзивного клуба Club dei 27 (www. clubdei27.com), каждый из которых олицетворяет одну из двадцати семи опер Джузеппе Верди. Я назвал этот клуб эксклюзивным не случайно. Новых опер Верди - мир праху его - уже не напишет, и потому никакого Club dei 28 не будет. Вступить в Club dei 27 можно, лишь если кто-либо из его участников откажется от членства в твою пользу (что крайне маловероятно) или отдаст Богу душу Галлезе олицетворяет не самую известную оперу маэстро - «Ломбардцы в Первом крестовом походе», - но, конечно, тут у него не было выбора, и он ухватился за единственную возможность! Ярчайшим моментом для третьей ипостаси Галлезе (первые две - нейронаука и философия) был вечер, когда Club dei 27 вручил медаль несравненному испанскому тенору Пласидо Доминго. Галлезе вместе с двадцатью шестью собратьями по клубу наслаждался пением одного из величайших интерпретаторов Верди.

В предыдущем абзаце я отступил от темы? Не думаю. За редчайшими исключениями большая наука — это совместная упорная работа нескольких или даже многих индивидуальностей. Это работа в команде. А как создается замечательная команда в любом деле? Этого никто по-настоящему не знает, но результаты отчетливо видны всем. Каждый из нейроспециалистов пармской лаборатории, руководимой Джакомо Ридзолатти, внес в сотворение чуда свой особый, неповторимый вклад. Интерес Витторио Галлезе к философии и феноменологии - отнюдь не второстепенный фактор; возможно, он имел решающее значение. Его склонность к философствованию и любовь к опере - признаки разносторонней личности, стремящейся мыслить нестандартно и способной к этому. По моим наблюдениям, лучшие ученые являются интересными людьми.

Помимо Галлезе и директора лаборатории Ридзолатти, ключевые участники группы — это Лучано Фадига и Лео Фогасси. И у всех разные личные особенности и интеллектуальные наклонности. Может быть, это одна из причин их исключительного успеха. Так или иначе, каждый внес в коллективную работу свой уникальный вклад, что характерно для любого научного свершения мирового уровня. Фадига, высокий и худощавый, имеет талант к разработке нового лабораторного инструментария и, кроме того, наделен качествами, необходимыми для менеджмента и привлечения денежных средств. Современной науке нужны все эти три фактора: технологические нововведения, организаторские способности и большие деньги (основополагающие исследования в нейронауке особенно дороги: приборы запросто могут стоить сотни тысяч долларов, а то и два-три миллиона). Как правило, ученые, прекрасно разбирающиеся в лабораторной технике, не очень хорошо умеют налаживать полезные связи. Фадига - исключение. Именно он первым применил сравнительно новую технологию транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) к изучению системы зеркальных нейронов у человека (к этому я еще вернусь). Недавно он переехал в университет Феррары, где его новая лаборатория уже заработала как отлаженная и плодотворная система, что неудивительно.

В противоположность Фадиге, Лео Фогасси совсем не такой общительный, как остальные участники пармской четверки. В первые годы после открытия зеркальных нейронов, в начале 1990-х, Фогасси, безусловно, был меньше других вовлечен в информирование научной общественности о результатах экспериментов. Способность к взаимодействию, разумеется, один из важнейших аспектов научной деятельности, но не она является сильной стороной Фогасси. Зато он выдающийся лабораторный ученый, который сам или в качестве руководителя провел, судя по всему, больше экспериментов с зеркальными нейронами, чем кто-либо в мире. В последние годы он возглавлял ряд важных проектов, из которых наибольшее значение имеет серия экспериментов, посвященных роли зеркальных нейронов в понимании чужих намерений. Вскоре я перейду к обсуждению этого фундаментального труда.

И наконец - Джакомо Ридзолатти, лидер группы, в высшей степени разносторонняя, можно сказать, ренессансная личность. В современной науке главенствует узкая специализация. Ученые, как правило, сосредоточиваются на одном предмете исследования и используют какую-либо одну методику. Но не таков Ридзолатти. Спектр его исследований необычайно широк: нейрофизиология зрения у кошек, поведенческая неврология пациентов с мозговыми повреждениями, экспериментальная психология (опыты на здоровых добровольцах), анатомические и нейрофизиологические исследования приматов, нейровизуализация у людей и - вдобавок ко всему - вычислительная нейронаука! Способность Ридзолатти соединять все эти разнообразные линии исследования в цельную картину деятельности человеческого мозга почти сверхъестественна и, безусловно, уникальна в современной нейронауке. И, кроме того, его тонкое понимание мозговых функций не имеет себе равных (может быть, поэтому его несколько всклокоченная седая шевелюра всегда напоминает мне об Альберте Эйнштейне). Та давняя работа в Парме, что привела к открытию зеркальных нейронов, выросла из интуитивных соображений Ридзолатти о роли премоторных областей в создании «карт пространства», окружающего тело. Он назвал эту теорию премоторной теорией внимания. Довольно давно, просто просматривая данные, касающиеся времени реакции здоровых добровольцев, выполнявших зрительно-пространственный тест (безусловно, не самый показательный вид информации о мозговой деятельности), Ридзолатти разработал модель зрительно-пространственного внимания (то есть способа, каким мы обращаем внимание на объект или движение слева от нас, игнорируя то, что происходит справа), которая много лет спустя была подтверждена методами нейровизуализации⁶.

Ридзолатти, Галлезе, Фогасси и Фадига - «великолепная четверка», которая изменила в науке очень многое. Открытием зеркальных нейронов и выявлением их возможного скрытого значения мы прежде всего обязаны слаженному сотрудничеству, «химическому сродству» этих четырех нейроспециалистов. Благодаря им в последующие годы даже образованные неспециалисты изменят свои представления о том, как мы, люди, на самом деле воспринимаем мир и действуем в нем, будучи общественными животными.

ЗЕРКАЛА В МОЗГУ

Дьявол в деталях, не так ли? По крайней мере, в нейронауке это, кажется, всегда так, и это определенно так, если речь идет о зеркальных нейронах. Тонкие отличия, которые характеризуют отклик этих нейронов, были выявлены благодаря небольшим вариациям в условиях экспериментов в лабораториях по всему миру и уже затем это открыло двери нашему пониманию. С другой стороны, в исследовательской аппаратуре, использовавшейся в Парме, не было ничего необычного. Применяя классическую методику клеточной нейрофизиологии, Ридзолатти и его сотрудники имплантировали электроды в области F5 мозга макак и регистрировали все электрические изменения - «потенциалы действия» - на поверхности индивидуальных нейронов, в то время как обезьяны выполняли те или иные задания за вознаграждение в виде пищи. По электрической активности в мозгу можно судить о срабатывании данного нейрона в данный момент времени. Нейрон, как мы говорим, «разряжается», кодируя либо сенсорное событие (обезьяна видит объект или действие), либо моторный акт (хватает яблоко), либо когнитивный процесс (запоминает акт хватания). (В рамках старой парадигмы «отдельных ящиков» каждая данная клетка якобы способна кодировать один, и только один из этих трех типов деятельности. Зеркальные нейроны кодируют два из них, уничтожая барьер между восприятием и действием.) С помощью этих электрических разрядов, кроме того, мозговые клетки шлют сигналы друг другу. Даже клетки, расположенные в мозгу далеко друг от друга, способны сообщаться посредством потенциалов действия, если они физически соединены аксонами - длинными клеточными отростками, своего рода «электрическими удлинителями».

Эти классические эксперименты обеспечивают нам доступ к деятельности мозга на самом детальном и тонком - клеточном - уровне и создают очень мелкое пространственное и временное «разрешение». Мы не просто наблюдаем за отдельной клеткой, но следим за ней мгновение за мгновением. Такое исследование дает нам невероятно важную информацию. Поняв механизмы работы мозга наших эволюционных предшественников, мы можем делать заключения о нейронных механизмах в мозгу человека. Подобные эксперименты с макаками, безусловно, инвазивны - связаны с физическим проникновением в мозг. Имплантация электродов требует нейрохирургического вмешательства. Хотя принимаются крайние меры предосторожности, чтобы не причинить вреда или дискомфорта подопытным животным, этически недопустимо проводить такие эксперименты над людьми или человекообразными обезьянами (шимпанзе, гориллами, орангутанами и бонобо). Единственное исключение из этого правила - некоторые неврологические пациенты (большей частью эпилептики), которым электроды вживляют по медицинским показаниям. В таких случаях исследование единичных клеток не нарушает этики и проводится с разрешения пациентов (они почти всегда его дают). Эти исследования, при всей их ограниченности, дали важные результаты, как мы увидим ниже. Вместе с тем сегодня, конечно, поразительные новые методы неинвазивной нейровизуализации - функциональная магнитно-резонансная томография (ФМРТ), магнитоэнцефалография (МЭГ) и другие, которые я опишу в последующих главах, - позволяют осуществлять такие эксперименты с людьми. В сочетании с исследованиями мозга обезьян на клеточном уровне такие возможности принесли результаты и научные догадки, ставшие предметом данной книги.

Говоря об обстоятельствах, сопутствовавших открытию зеркальных нейронов, я упомянул о том, что пармские исследователи составили для себя неплохую картину функционирования моторных клеток во время различных хватательных движений обезьяны. Рассмотрим теперь эти ранние результаты более подробно. Они поистине производят впечатление, начиная с того факта, что моторные клетки разряжаются в течение всего хватательного действия вне всякого соответствия с сокращениями каких-либо конкретных мышц. Что еще более удивительно, часто одна и та же клетка срабатывает при движениях как правой, так и левой кисти и, помимо этого, как я уже сказал выше, при движениях рта. Группа ожидала большей специфичности в картине срабатывания: только левая кисть, только правая, только рот. Ученые увидели, однако, специфичность в другом - в характере хватательного движения. Некоторые нейроны разряжались, лишь когда обезьяна бралась за маленькие предметы двумя пальцами - например, за ручку чашки, используя большой и указательный. Мы называем движение такого типа точным захватом. Другие нейроны в области F5 разряжались, только когда животное брало более крупные предметы - например, хватало чашку всей кистью. В определенном смысле обезьяне не важно, берет она чашку правой рукой или левой, - важнее, как она ее берет. Это странно для нас.

И столь же странно, что эти «хватательные» мозговые клетки не разряжаются, когда обезьяна чешет голову или совершает другое подобное движение кистью, хотя при этом используются ровно те же мускулы пальцев. Эти особенности наводят на мысль о наличии довольно- таки сложного нейронного «словаря» простых действий с упором на их объект, причем (и это ключевой момент) существующего на клеточном уровне⁷.

И, как уже сказано, некоторые (далеко не все) такие клетки реагируют и на чисто зрительные раздражители, и эта удивительная способность делает их либо каноническими, либо зеркальными нейронами. Канонические нейроны, повторюсь, разряжаются при виде определенных объектов, которые можно схватить, зеркальные - при виде хватательных действий. Как можно догадаться, эти реакции имеют свои особенности. Канонические нейроны чувствительны к размеру объекта, доступного хватанию. Например, если клетка разряжается, когда обезьяна берет маленький объект - скажем, кусочек яблока, - используя точный захват большим и указательным пальцами, то эта клетка разряжается при одном лишь виде объекта только в случае, когда он сравнительно маленький. Она не разрядится, если обезьяна увидит целое яблоко, которое можно взять лишь всей кистью. Сходным образом, канонические нейроны из области F5, реагирующие, когда обезьяна захватывает целое яблоко всей кистью, сработают также, если она просто увидит целое яблоко, но этого не произойдет, если она увидит изюминку, которую можно взять только с помощью точного захвата.

Связь между действием и восприятием в канонических нейронах очень тесная.

Что касается зеркальных нейронов, некоторые из них также демонстрируют тесную связь между действием и восприятием. Эти клетки называются строго конгруэнтными зеркальными нейронами, потому что они разряжаются как при выполнении, так и при наблюдении одних и тех же действий. Например, строго конгруэнтный нейрон разряжается, когда обезьяна берет что-либо точным захватом или же когда она видит, как кто-то другой берет объект точным захватом; другой строго конгруэнтный нейрон срабатывает, когда она использует захват всей кистью или видит, как кто-то другой использует подобный захват. Есть, однако, зеркальные нейроны, которые не требуют столь точного соответствия между выполняемыми и наблюдаемыми действиями. Это - нестрого конгруэнтные нейроны. Они разряжаются при виде действия, не обязательно совпадающего с выполняемым, но преследующим сходную цель. Например, когда обезьяна берет пищу рукой или когда она видит, как кто-то берет пищу ртом.

До сих пор не было зафиксировано ни одного случая, когда на разрядку зеркальных нейронов во время наблюдения за чужим хватательным действием влиял бы характер объекта. Яблоко или апельсин? Арахис или изюминка? Не имеет значения. Значение имеет только размер, что абсолютно осмысленно в моторном плане. Более крупные объекты требуют захвата всей кистью, более мелкие - точного захвата. На разрядку зеркальных нейронов во время наблюдаемого действия, кроме того, почти не влияет расстояние. Действие может совершаться и близко, и далеко. Зеркальные нейроны также одинаково реагируют на хватательные движения человеческой и обезьяньей кисти. Их разрядка не зависит и от того, кому в итоге экспериментатор, взявший съедобный объект, даст его - другой обезьяне, находящейся в лаборатории, или самой подопытной обезьяне с электродами. Словом, вознаграждение хватательного действия не влияет на реакцию зеркальных нейронов⁸.

Очень интересная группа зеркальных нейронов кодирует наблюдаемые действия, подготовительные к выполняемым действиям или логически с ними связанные. «Логически связующий» зеркальный нейрон может, к примеру, разряжаться, когда обезьяна видит, как на тарелку кладут еду, а также когда она сама берет кусок пищи и подносит ко рту⁹. Клетки из этой группы, возможно, входят в нейронные цепи зеркальных клеток, играющие важную роль в кодировании не просто наблюдаемого действия, но еще и связанного с ним намерения. Намерение реализуется за счет последовательности примитивных действий: обезьяна или человек тянется за чашкой, берет ее, подносит ко рту и наконец пьет из нее.

При этом важно, что зеркальные нейроны макаки не срабатывают при виде пантомимических действий. Имитация хватательного движения в отсутствие объекта не вызывает разрядки. Это может показаться странным, но лишь на первый взгляд: дело в том, что пантомимы у этих обезьян практически нет. А вот мы, люди, в отличие от них, прибегаем к ней нередко, и, соответственно, наши зеркальные нейроны реагируют и на более абстрактные действия, чем нейроны обезьян. Это различие легко объяснить теми эволюционными ступенями, что отделяют человека от обезьяны. Одна из тем, которые я намерен обсудить в этой книге, теория Майкла Арбиба, специалиста по вычислительной нейронауке. Она гласит, что зеркальные нейроны - важнейшие предшественники нейронных систем речи. Пантомима, утверждает он, играет ключевую роль в эволюционном развитии от сравнительно простой системы зеркальных нейронов у обезьян к гораздо более изощренной, позволяющей поддерживать высокий уровень абстракции в человеческой речи¹⁰.

Как мы видели, зеркальные нейроны в области F5 разряжаются при виде движений не только кисти, но и рта. В свете этой особенности можно выделить две их главные категории: клетки, кодирующие движения, связанные с приемом пищи (съесть банан, выпить сок), и клетки, кодирующие коммуникативные движения (причмокивание губами, легкое их выпячивание)¹¹. Существование зеркальных нейронов, обеспечивающих коммуникативные движения ртом, навело Ридзолатти и его пармских коллег на мысль, что эти клетки могут играть важную роль в коммуникативных способностях человеческой личности и в понимании чужого поведения. И поэтому они посвятили целую серию экспериментов глубокому исследованию роли зеркальных нейронов в кодировании действий других индивидуумов.

Я ЗНАЮ, ЧЕМ ТЫ ЗАНИМАЕШЬСЯ

Я готовлю ужин, а моя дочь Катерина, шестиклассница, делает уроки за столом в уголке кухни. Я могу наблюдать за ней, пока стряпаю. Стол загроможден учебниками, завален тетрадками, карандашами, ластиками и тому подобным. (Мне часто кажется, что нынешним шестиклассникам больше задают, чем нам в свое время.) Я не могу видеть всего, что делает Катерина: ее учебные принадлежности частично загораживают обзор. Тем не менее у меня ни разу не возникло ощущение, что без сложной цепочки умозаключений мне не понять, чем она занимается. Как такое возможно? Почему я мгновенно понимаю ее движения, хотя и не могу их видеть полностью? Не зеркальные ли нейроны помогают мне знать и воспринимать то, чего я не вижу? Алессандра Умильта (ныне преподавательница Пармского университета), будучи аспиранткой в лаборатории Джакомо Ридзолатти, провела эксперимент, который должен был подтвердить или опровергнуть эту гипотезу.

Первые два ее эксперимента подтвердили известное раньше. Один из них состоял в том, что, когда экспериментаторша на глазах у обезьяны взяла некий объект, зеркальные нейроны животного, как и ожидалось, разрядились. Во время второго она лишь сымитировала хватательное движение при отсутствии реального объекта, и зеркальные нейроны обезьяны - опять-таки в соответствии с ожиданиями - никак на это не отреагировали. Имея в своем распоряжении эти стандартные, но необходимые результаты, Алессандра изменила условия эксперимента двумя с особами. Ее целью было проверить, отреагируют ли зеркальные нейроны обезьяны на чужое действие, которого она не увидит. В первом случае на стол клали трехмерный объект - например, апельсин. Затем перед апельсином ставили экран (помимо апельсинов, использовались и другие предметы, поскольку такие эксперименты предполагают несколько попыток при каждом типе условий). Экспериментаторша протягивала правую руку за экран, не позволявший обезьяне видеть апельсин. Животное видело только, как тянется рука, но не само хватательное движение. Вопрос: разрядились ли при этом зеркальные нейроны? Ответ: и да, и нет. Из наблюдаемых в ходе эксперимента зеркальных нейронов среагировала примерно половина.

В другом варианте перед обезьяной был пустой стол. Затем ставили экран - так, чтобы он загораживал обезьяне вид пустого стола. После чего экспериментаторша опять протягивала за экран правую руку. С точки зрения обезьяны, условия этого эксперимента совпадали с предыдущими: животное видело, как правая рука движется за экран. Единственная разница состояла в предварительном знании обезьяны о наличии или отсутствии объекта на столе. Вопрос: понимала ли обезьяна, что перед ней разыгрывают пантомиму? Если да, то ее зеркальные нейроны не должны были разряжаться - и они действительно не разряжались. Предварительного знания о том, что стол пуст, оказалось достаточно для того, чтобы зеркальные нейроны сочли скрытое хватательное движение всего лишь пантомимой, не заслуживающей никакой реакции¹².

Эти результаты показывают, что зеркальные нейроны не просто составляют нейронную систему устанавливающую соответствие между выполняемыми и наблюдаемыми движениями. Даже у обезьян они осуществляют более тонкое кодирование чужих действий, используя полученную ранее информацию для распознавания смысла частично скрытых движений, которые выглядят одинаково. Можно ли на основании этих данных заключить, что зеркальные нейроны кодируют намерение лица, берущего объект? Пожалуй, нет, поскольку в этом эксперименте все крутилось вокруг того, взяла рука что-либо или нет, а это, в свою очередь, определялось наличием или отсутствием объекта (апельсина в приведенном примере). В эксперименте не ставился напрямую фундаментальный вопрос: способны ли зеркальные нейроны отличать, скажем, ситуацию, когда апельсин берут, чтобы съесть, от ситуации, когда его берут, чтобы положить в холодильник? Вот почему Лео Фогасси через несколько лет после эксперимента Алессандры Умильты поставил другой, который должен был более отчетливо выявить роль зеркальных нейронов в понимании чужих намерений.

Я ЗНАЮ, О ЧЕМ ТЫ ДУМАЕШЬ

Мы поругались с женой по поводу кое-каких семейных планов. Мы на кухне, и она протягивает руку за стаканом. Что она хочет сделать - выпить воды, положить стакан в посудомоечную машину? Или, может быть, швырнуть его в меня? Способность предугадывать поступки других людей - очень полезное качество.

Базовое свойство зеркальных нейронов - а именно срабатывание и при действии (хватании чашки), и при его наблюдении - говорит о том, что они участвуют в распознавании движений других людей. Напрашивается, кроме того, 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 моем мозгу при виде чужих действий тех же нейронов, что я использую для выполнения своих собственных действий, возможно, позволяет мне понимать намерения других людей. Однако все не так просто. Имеется проблема - ровно такая же, с какой сталкиваюсь я, когда моя жена хватается за стакан во время нашей ссоры: одно и то же действие может быть вызвано разными намерениями. Тут никогда или почти никогда не бывает взаимно-однозначного соответствия, при котором такое-то действие непременно вызывается таким-то намерением. Если у меня, когда я беру стакан, могут быть разные цели, точно так же они могут быть и у других. Проводят ли зеркальные нейроны различие между одинаковыми действиями, совершенными с разными намерениями?

Недавний эксперимент Лео Фогасси, имевший целью получить прямой ответ на этот вопрос, состоял в регистрации нейронной активности обезьян как при выполнении хватательных движений, так и при наблюдении за ними в различных условиях. Рассказ об этом эксперименте будет довольно-таки подробным, но для понимания зеркальных нейронов детали важны. При одном варианте условий эксперимента обезьяна, пребывавшая в исходном положении, протянула руку за съедобным объектом, взяла его и поднесла ко рту, чтобы съесть. При следующем варианте она протянула руку за несъедобным объектом, расположенным там же, где в предыдущем случае находилась еда. Взяв этот объект, обезьяна переложила его в контейнер. В этих условиях было сделано несколько попыток, при которых контейнер находился у самого рта животного, так что движения всей руки, включая кисть, при хватании-чтобы-съесть и хватании-чтобы-переложить были почти идентичны. Главный вопрос состоял в том, будут ли зеркальные нейроны разряжаться по-разному при одном и том же движении, в первом случае заканчивающемся поеданием пищи, во втором - помещением объекта в контейнер. Важно ли для этих нейронов намерение? (Отмечу, что, переложив объект в контейнер, обезьяна получала пищевое вознаграждение, объем которого был равен объему вознаграждения при хватании-чтобы-съесть.)

От четверти до трети нейронов, реакция которых регистрировалась, отреагировали на хватание-чтобы- съесть и хватание-чтобы-переложить одинаково. Большей частью, однако, нейроны отреагировали по-разному, причем примерно 75 процентов этого большинства разрядились более энергично при поднесении ко рту еды, примерно 25 процентов - при перекладывании объекта в контейнер. Какие выводы можно сделать из этих цифр? Объясняется ли неодинаковая разрядка – предпочтение еды перекладыванию - тем, что в одном случае обезьяна хватала пищу, тогда как в другом она брала не столь интересный и полезный для нее объект? Чтобы это проверить, провели новый эксперимент - на сей раз с перекладыванием съедобного объекта. Результаты оказались те же, что и в предыдущем случае. Большая часть клеток активнее разряжалась при хватании пищи для поедания, меньшая - при хватании ее для перекладывания, а то меньшинство нейронов, что одинаково отреагировало на поедание пищи и перекладывание несъедобного объекта, не выказало предпочтения и сейчас. Вывод: характер объекта, который берет обезьяна, не важен. Для зеркальных нейронов важна цель: поедать или перекладывать. Большая их часть «предпочла» поедание.

Располагая этими результатами, ученые затем поставили обезьян в ситуацию наблюдения за такими же действиями: экспериментатор, сидя перед обезьяной, совершал такие же хватательные движения, какие перед этим совершала она сама, - одни с целью поедания, другие с целью перекладывания. При наличии контейнера в поле зрения обезьяны экспериментатор брал еду и клал в контейнер. Затем, уже без контейнера, человек брал еду, подносил ко рту и съедал. Наличие контейнера, таким образом, было визуальным признаком, позволявшим обезьяне предугадать дальнейшее действие экспериментатора. Эмпирический вопрос был таким: отреагируют ли зеркальные нейроны по-разному при наблюдении за хватанием-чтобы-съесть и хватанием- чтобы-переложить? Результаты показали, что намерение экспериментатора имеет значение и что картина нейронной разрядки при наблюдении за его действиями близка к картине нейронной разрядки при собственных хватательных действиях обезьяны. Если клетка энергичнее разряжалась, когда обезьяна брала пищу, чтобы съесть, то же самое происходило и когда экспериментатор на глазах у обезьяны брал пищу, чтобы съесть. Если клетка активнее разряжалась, когда обезьяна брала пищу, чтобы переложить в контейнер, она активнее разряжалась и когда экспериментатор на глазах у обезьяны брал пищу, чтобы переложить в контейнер. Если клетка при одном и другом действии обезьяны разряжалась одинаково, она одинаково разряжалась и при наблюдении за одним и другим действием экспериментатора¹³.

Результаты эксперимента Лео Фогасси показывают, что кодирование чужих действий, осуществляемое зеркальными нейронами, носит гораздо более изощренный характер, чем думали раньше. Хотя Витторио Галлезе и Элвин Голдман вскоре после открытия зеркальных нейронов предположили, что эти клетки могут играть ключевую роль в нейронном механизме понимания чужих внутренних состояний, они в то время были в меньшинстве. До эксперимента Фогасси научное сообщество в основном склонялось к более осторожной оценке функционирования зеркальных нейронов, считая, что они лишь дают способ распознавания действий. Эксперимент Фогасси недвусмысленно подтверждает первоначальную гипотезу Галлезе и Голдмана. Зеркальные нейроны позволяют нам понимать чужие намерения.

Как я уже сказал, намерения всегда считались чем- то лежащим вне рамок эмпирических исследований, чем-то слишком «умственным». Теперь с этим взглядом покончено. Работа Фогасси и результаты эксперимента на людях, проведенного методами нейровизуализации в моей лос-анджелесской лаборатории (я расскажу о нем чуть ниже), ясно говорят в пользу предположения, что для понимания внутренних состояний других людей мы имитируем эти состояния у себя в мозгу и нам помогают в этом зеркальные нейроны. Как уже было отмечено выше, тот факт, что зеркальные нейроны по-разному кодируют одно и то же хватательное движение, выполненное с разными намерениями (причем не только когда действие совершаем мы сами, но и когда наблюдаем за ним со стороны), означает, что наш мозг способен зеркально воспроизводить глубочайшие аспекты чужого внутреннего состояния на тонкоструктурном уровне одной клетки.

Я СЛЫШУ, ЧЕМ ТЫ ЗАНИМАЕШЬСЯ

Я работаю дома в своем кабинете, и вдруг из гостиной до меня доносятся отчетливые звуки. Моя дочь Катерина занимается балетом и находится сейчас в том возрасте и на том уровне подготовки, когда начинают танцевать на пуантах. Она чрезвычайно этим увлечена и приносит свои новенькие балетные туфли домой, чтобы еще попрактиковаться. Ее шаги на пуантах по паркетному полу слышны вполне отчетливо. Слух как таковой сообщает мне, чем она занимается. Слух очень многое способен мне сказать. Хлопанье в ладоши, разрывание бумаги, печатание текста, разламывание арахиса - звуки, производимые этими действиями, легко распознать каждому из нас. Мы не задумываемся, почему это так. «Мы это делаем, и все», - говорит большинство; но нейроспециалисты всегда интересуются тем, как это получается. И, разумеется, нейроспециалисты, знакомые с зеркальными нейронами, интересуются их ролью в распознавании действий на слух. В числе таких исследователей - Эвелин Колер и Кристиан Кейзерс, экспериментировавшие в этом направлении в лаборатории Джакомо Ридзолатти.

По обычным процедурам Колер и Кейзерс идентифицировали зеркальные нейроны в области F5, измеряя реакцию клеток в то время, как обезьяны совершали действия, направленные на достижение определенной цели, а потом просто наблюдали за выполнением этих же действий экспериментаторами. Ключевым обстоятельством, конечно, было то, что эти действия - разламывание арахиса, разрывание листа бумаги и т.д. - производили звук. (Для контроля обезьян также протестировали на белый шум и другие звуки, не связанные с этими действиями, чтобы исключить возможность того, что реакция зеркальных нейронов на звуки данных действий объясняется всего-навсего неспецифическим раздражением, вызываемым любыми звуками.) Выполнив всю необходимую подготовительную работу, Колер и Кейзерс затем измерили реакцию зеркальных нейронов в трех различных экспериментальных ситуациях: зрение и звук; только зрение; только звук. Для ситуации «только зрение» объекты были подготовлены так, что ими можно было манипулировать с результатами, зрительно неотличимыми от естественных, но беззвучно. Например, скорлупки арахиса были заранее расколоты надвое и затем составлены воедино, чтобы получился как бы целый орех. Разрываемая бумага была мокрая. Для ситуации «только звук» использовалась звукозапись, зрительной стимуляции не было вообще.

Результаты получились ясные и недвусмысленные: зеркальные нейроны разряжались во всех трех случаях. Некоторые из них при эксперименте «зрение и звук» разряжались чуть сильнее, но и в ситуациях «только зрение» и «только звук» их реакция была достаточно энергичной¹⁴. Эти результаты очень важны, потому что они показывают: зеркальные нейроны кодируют чужие действия весьма сложным, многосторонним и довольно- таки отвлеченным образом. Те клетки, что разряжаются при выполнении самой обезьяной действий, способных производить звук, реагируют и на чисто звуковое раздражение от чужих сходных действий. Иначе говоря, когда мы слышим треск разламываемой скорлупы арахиса, мы активируем в мозгу моторный план, необходимый, чтобы разломить орех самому; получается, что единственный способ распознать этот шум - сымитировать в собственном мозгу производящее данный звук действие.

Более того, реакция зеркальных нейронов на звуковые сигналы - решающий довод в пользу гипотезы об эволюционной связи между этими клетками мозга и речью, выдвинутой вскоре после открытия зеркальных нейронов в статье Джакомо Ридзолатти и Майкла Арбиба «До речевых способностей - рукой подать»¹⁵. Утверждение, что зеркальные нейроны - эволюционные предшественники нейронных элементов, на которых базируется человеческая речь, основано прежде всего на одном анатомическом факте: область F5 мозга обезьяны, где впервые были обнаружены зеркальные нейроны, гомологична (то есть анатомически соответствует) области человеческого мозга, называемой полем Брока. Поле Брока - важный речевой центр в мозгу, названный в честь французского невролога XIX века, который увидел связь между повреждением этой области и нарушением речи - так называемой афазией Брока.

Другой аргумент в пользу того, что зеркальные нейроны - предшественники речевых механизмов, проистекает из следующего тонкого соображения: эти клетки, кодируя как твое собственное действие, так и твое наблюдение за этим же действием у других, создают, похоже, некий общий код для 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 некоем уровне один и тот же формат¹⁶. Именно такой общий формат, похоже, обеспечивают зеркальные нейроны.

Однако предположение, что зеркальные нейроны - предшественники нейронных систем, отвечающих за речевые способности, не могло не столкнуться с проблемой. Ведь речь с самого начала была звуковым явлением, воспринимаемым только на слух, тогда как сенсорные реакции зеркальных нейронов первоначально исследовались лишь в зрительной области. Открытие Эвелин Колер и Кристиана Кейзерса, доказавших способность зеркальных нейронов реагировать и на звуки, вызываемые действиями, является сильным доводом, подкрепляющим гипотезу о связи между зеркальными нейронами и речью. Более детально мы рассмотрим речевые вопросы в главе 3.

ОРУДИЯ И ЗЕРКАЛА

Вплоть до совсем недавнего времени считалось, что лишь мы, люди, умеем пользоваться орудиями. Теперь мы знаем, что это не так. Шимпанзе проявляют некоторые способности к использованию орудий - несравнимые, конечно, с нашими, но вполне реальные, дающие ученым достаточно материала для изучения эволюционного развития этих навыков. В разных областях Африки шимпанзе употребляют одно и то же орудие (палку) с одинаковой целью (поедать муравьев), но используют они эту палку совершенно разными способами от района к району. В отсутствие каких-либо явных различий в окружающей среде это наводит на мысль, что шимпанзе осваивают использование орудий главным образом посредством наблюдения и последующей имитации¹⁷. Может быть, именно зеркальные нейроны на клеточном уровне в мозгу позволяют такое обучение через имитацию?

У макак, как мы знаем, зеркальные нейроны не разряжаются при виде пантомимы без объекта. И это вполне объяснимо, поскольку они, судя по всему, кодируют лишь те действия, что может выполнить сама обезьяна, - те, что входят, как мы говорим, в ее моторный репертуар, - а обезьяны не пользуются пантомимой. По аналогии, зеркальные нейроны обезьян должны играть лишь ограниченную роль в обучении посредством наблюдения вообще и в обучении пользованию орудиями в частности, потому что обезьяны не слишком далеко продвинулись в использовании орудий. Взять, к примеру, японских макак, моющих перед едой картофель (такой навык явно распространился от одной передовой особи на всю популяцию). Этот знаменитый случай породил значимую дискуссию в научной литературе, посвященной поведению животных. Поначалу распространение навыка сочли свидетельством того, что обезьяны могут имитировать новые действия, но затем этот вывод был оспорен: поведение обезьян, утверждали скептики, не удовлетворяет строгому определению имитационного обучения. Согласно этому определению, при имитационном обучении особь добавляет к своему моторному репертуару новое движение, наблюдая за этим движением со стороны. Возможное объяснение поведения обезьян состоит в том, что, пока первая обезьяна мыла картофель, внимание наблюдавших особей было благодаря этому направлено на воду (так называемое усиление раздражителя). Когда наблюдавшая за мытьем обезьяна в следующий раз оказалась у воды с картофелиной в руке, она, возможно, смогла научиться мыть картофелину просто методом проб и ошибок, манипулируя с ней в воде. В таком случае это не дотягивает до имитационного обучения, которое следует считать явлением более высокого порядка. Один из доводов в пользу этого более консервативного объяснения - то, что мытье картофеля распространилось не так быстро, как можно было бы ожидать. Этот случай и некоторые другие, подобные ему, породили разные мнения среди специалистов, изучающих поведение животных, но справедливости ради скажу, что большинство ученых не считает мытье картофеля убедительным свидетельством способности японских макак к имитационному обучению.

Если мытье картофеля действительно распространилось главным образом благодаря усилению раздражителя, а не имитационному обучению, то вряд ли зеркальные нейроны сыграли здесь решающую роль, поскольку эти клетки разряжаются при наблюдении за действиями. Внимание к неодушевленным объектам - таким, как вода, - лежит вне их компетенции. Да, зеркальные нейроны должны были участвовать в распознавании манипуляций с картофелем, но их роль в распространении такого поведения, скорее всего, этим и ограничилась. Если, однако, его распространение объясняется имитационным обучением в том или ином виде, то не исключено более непосредственное участие в процессе зеркальных нейронов. Эта гипотеза, помимо прочего, требует подтверждения того, что зеркальные нейроны действительно способны разряжаться при наблюдении за некоторыми действиями, пока не принадлежащими к моторному репертуару обезьян. Свидетельства этого были предоставлены Пьером Франческо Феррари, этологом, который не один год изучал поведение животных (в особенности различные формы «социального заражения» у обезьян), а затем прошел подготовку в качестве нейрофизиолога в лаборатории Джакомо Ридзолатти. Вот что он обнаружил.

Согласно более ранним результатам экспериментов Ридзолатти, зеркальные нейроны, которые разряжаются при наблюдении за экспериментатором, берущим изюминку с помощью точного захвата (большим и указательным пальцами), не реагируют, когда экспериментатор берет изюминку каким-либо орудием - например, щипцами. На первый взгляд это может показаться странным, но вспомним гипотезу, что зеркальные нейроны не разряжаются при виде действий, не принадлежащих к моторному репертуару обезьяны (этим можно объяснить индифферентность зеркальных нейронов к пантомимическим действиям: ведь обезьяны таких действий не совершают). Сходным образом, обезьяны в природе таких орудий не используют, и потому их зеркальные нейроны проводят четкую грань между точным захватом пальцами и захватом с помощью щипцов.

Феррари и его сотрудники регистрировали поведение нейронов главным образом в боковой части области F5 - в зоне, ранее исследовавшейся только в связи с ее моторной ролью, где большинство клеток кодируют движения рта. Эксперименты Феррари принесли гораздо более детализированные результаты. Почти все эти боковые клетки из F5 обладали моторными свойствами, но между ними наблюдалось четкое разделение труда. Примерно четверть разряжалась только при движениях кисти, еще четверть - только при движениях рта, половина - при движениях кисти и рта. Около двух третей клеток реагировали на зрительные раздражители; в большинстве своем это были зеркальные нейроны, разряжавшиеся при виде действий экспериментаторов. Новым обстоятельством, однако, было то, что немалая часть клеток (примерно 20 процентов исследованных нейронов) разряжалась при виде действий, совершаемых с помощью орудий (щипцов или палки с металлическим наконечником). Зеркальные нейроны, реагировавшие на использование орудий, срабатывали и на действия, совершаемые руками и ртом, но гораздо слабее. Эти 20 процентов «интересовались» в основном использованием орудий¹⁸.

Открытие класса зеркальных нейронов, разряжающихся при виде действий с использованием орудий, теоретически очень важно. Подопытные обезьяны Феррари не использовали орудий сами, так что это первое свидетельство существования зеркальных нейронов, предпочитающих действия, которые не входят в моторный репертуар обезьяны-наблюдательницы. Как интерпретировать этот результат? На первый взгляд, зеркальные нейроны в большей степени интересуются целью, чем конкретными действиями, направленными на ее достижение (это показывают обсуждавшиеся ранее результаты, касающиеся роли зеркальных нейронов в проведении различий между намерениями). Чем ни разламывай скорлупу арахиса - рукой или щипцами, - цель одна и та же. Чем ни бери кусок пищи, чтобы съесть, - рукой или острой палкой, - цель одна и та же.

Эта интерпретация правдоподобна, но она не объясняет, почему исследователям понадобилось столько времени, чтобы найти нейроны, реагирующие на использование орудий (примерно десять лет после первого обнаружения зеркальных нейронов). Пармская группа неоднократно пыталась зарегистрировать такую реакцию, но безуспешно. Поэтому я думаю, что, скорее всего, эти 20 процентов зеркальных нейронов в боковой части F5 - продукт неоднократного зрительного воздействия на животных со стороны экспериментаторов, использующих орудия. Такое объяснение результатов Феррари означает, что зеркальные нейроны могут приобретать новые свойства, а это - ключевое качество для имитационного обучения. Формирование отклика зеркальных нейронов на использование орудий может быть первым нейронным шагом в мозгу обезьяны к последующему приобретению моторного навыка, связанного с использованием этих же орудий. Реакция зеркальных нейронов на использование орудий - заманчивое свидетельство в пользу их связи с мощнейшим механизмом обучения - имитационным поведением.

Я ЗНАЮ, ЧТО ТЫ МЕНЯ КОПИРУЕШЬ

Случай японских макак, моющих перед едой картофель, - лишь один из примеров интереса исследователей к имитации среди животных, который восходит, по крайней мере, к Дарвину, оставившему подробное описание различных форм мимикрии у пчел. На эту тему в настоящее время ведутся жаркие споры - старая парадигма была поставлена под вопрос. Натуралисты XIX века единодушно придерживались мнения, что имитация в животном мире широко распространена. Например, в книге Джорджа Романеса об интеллекте у животных - одном из самых знаменитых этологических трудов конца XIX столетия - обезьяны представлены постоянными имитаторами: «Они доводят этот принцип до смехотворной крайности». В то время имитацию не считали проявлением очень уж высокого умственного уровня. Теперь - наоборот. В недавно выпущенном сборнике говорится, что имитация - «редкая способность, фундаментально связанная с присущими человеку формами разума, в особенности с речью, культурой и даром проникновения в чужой внутренний мир». Какая перемена по сравнению с временами Романеса!¹⁹ Кроме того, сами факты имитации нынешние исследователи признают с большой осторожностью. Поведение обезьян, ранее считавшееся имитационным, теперь, как правило, связывают с другими, более простыми когнитивными механизмами (такими, как механизм усиления раздражителя, которым, возможно, объясняется распространение мытья картофеля среди японских макак). Именно такой взгляд сейчас преобладает в научной среде; и тем не менее ученые должны считаться с некоторыми труднооспоримыми свидетельствами имитационного поведения обезьян. Даже новорожденные резусы способны имитировать некоторые лицевые и кистевые движения - такие, как причмокивание губами, высовывание языка, открывание рта, разжимание кисти, открывание и закрывание глаз²⁰. И все же большинство ученых считает способными к истинной имитации - то есть к обучению посредством простого наблюдения - только людей и, возможно, человекообразных обезьян.

Эти споры затрагивают вопрос, лежащий в основе всех опытов на макаках: для чего им нужны зеркальные нейроны? Ответы даются разные. Некоторые специалисты утверждают, что подлинная функция зеркальных нейронов у обезьян - распознавание действий, а не их имитация. Благодаря активации зеркальных нейронов в их собственном мозгу обезьяны-наблюдательницы распознают действия других индивидуумов, и, судя по результатам экспериментов Лео Фогасси, не только действия, но и намерения. Это, безусловно, очень важный механизм, облегчающий социальное поведение обезьян. Однако другие ученые - и я решительно отношу себя к их числу - указывают на то, что есть некоторые данные, пусть и не абсолютно убедительные, свидетельствующие об истинной имитации у обезьян²¹. И даже если отбросить эти свидетельства, есть основания предполагать, что зеркальные нейроны участвуют в различных формах «заражения» (это научный термин, не имеющий отношения к инфекциям). Например, даже если действительно мытье картофеля у японских макак распространилось из-за усиления раздражителя, зеркальные нейроны, тем не менее, могли играть в этом ключевую роль, способствуя распознаванию манипуляций наблюдаемой обезьяны. Джакомо Ридзолатти, чья прозорливость в данной области, по-моему, не имеет себе равных, высказывался об этом весьма сдержанно, подчеркивая лишь значение зеркальных нейронов для распознавания действий. В последние годы, однако, он рассматривает возможность того, что они играют более существенную роль, и он с уверенностью заявляет о значении зеркальных нейронов для кодирования намерений. (Как я уже сказал, эксперименты его коллеги Лео Фогасси с хватанием-чтобы-съесть и хватанием-чтобы- переложить произвели сильное впечатление на все сообщество нейроспециалистов.) Мне кажется, Джакомо стал более благосклонно относиться к идее, что у обезьян есть имитационное поведение и зеркальные нейроны играют в нем ключевую роль.

Имитация, безусловно, воздействует на обоих участников процесса, и одно недавнее исследование поведения обезьян принесло результаты, позволяющие предположить, что зеркальные нейроны имеют важное значение для способности понять, что тебя имитируют. Экспериментаторы применили в данном случае теорию, которую разработал Эндрю Мельцофф, специалист по психологии развития, изучающий имитацию и социальное познание у младенцев и маленьких детей. На начальной стадии эксперимента - в так называемый исходный период - обезьяны наблюдали за двумя экспериментаторами, каждый из которых манипулировал деревянным кубиком, во всех гранях которого было проделано по отверстию. Экспериментаторы совершали типичные действия, которые могла бы совершать с кубиком обезьяна:

кусали кубик, засовывали пальцы в отверстия и т.д. Затем поблизости от обезьяны был помещен третий кубик. Когда она начала с ним манипулировать, один из двух экспериментаторов стал точно воспроизводить действия обезьяны с кубиком. Второй же, наоборот, выполнял другие действия. Если, например, обезьяна совала палец в отверстие, имитатор тоже вставлял в отверстие палец, а его напарник кусал кубик. Поведение обезьяны было записано на видео и проанализировано. Результаты оказались интригующими. Сначала обезьяна не выказывала никакого зрительного предпочтения кому- либо из экспериментаторов, но затем стало очевидно, что на имитатора она смотрит намного дольше²². Это ясно показывает, что на том уровне понимания, который специалисты называют имплицитным (неявным), обезьяна распознала в одном из двоих людей имитатора. Животное, наделенное эксплицитным (явным) пониманием того, что его имитируют, скорее всего, применило бы те или иные поведенческие стратегии, чтобы протестировать имитатора: например, резко меняло бы поведение, глядя при этом прямо на имитатора, чтобы увидеть его реакцию. Обезьяны в эксперименте Феррари такого поведения не продемонстрировали. Понимание того, что их имитируют, было только имплицитным, но даже в таком ограниченном виде оно имеет важное социальное значение.

Классические эксперименты на клеточном уровне с зеркальными нейронами, способные подтвердить эти поведенческие результаты, еще не были поставлены. Но, безусловно, будут, и вполне вероятно, что они подтвердят полученные выводы. Этим осторожным предсказанием я завершаю главу об экспериментах с макаками на клеточном уровне, посвященных изучению зеркальных нейронов. Их результаты чрезвычайно важны - не только благодаря возможности делать из них выводы о человеческом мозге (который мы по этическим причинам, как правило, не можем исследовать такими методами), но также и потому, что эти результаты подсказывают нам, где применять новые, неинвазивные исследовательские средства, с помощью которых мы можем изучать систему зеркальных нейронов у человека. Я перехожу теперь именно к этим техническим средствам и к захватывающим дух исследованиям, всесторонне подтверждающим важность зеркальных нейронов для жизни людей как сложных социальных существ.