Отражаясь в людях: почему мы понимаем друг друга

Суперзеркала

и «подключенный» мозг

ТЕМНЫЕ ВОЛНЫ В МОЗГУ

Весной 2001 года Витторио Галлезе, я и еще несколько нейроспециалистов, будучи в Севилье, наслаждались затейливыми местными закусками - тапас. Разговор зашел о том, почему всегда лучше там, где нас нет. Витторио, выдающийся исследователь мозга на клеточном уровне, признался, что завидует относительной легкости, с какой мы, специалисты по нейровизуализации, можем проводить наши эксперименты: нам не нужна ни всесторонняя выучка, которой требует работа с обезьянами, ни нейрохирургия для имплантации электродов... Я не мог не согласиться, что материально-техническое обеспечение у нас проще, но как насчет результатов эксперимента? Нам для их интерпретации необходим сложный статистический анализ, и даже после него они обычно не настолько определенны и недвусмысленны, как данные исследований на клеточном уровне. Это может обескураживать. Мой друг хорошо понял, что я имею в виду. Он кивнул. «Когда находишь красивый нейрон, это просто здорово», - сказал он, а в глазах его сквозило восхищение. Что ж, он прав.

Мы, нейроспециалисты, сталкиваемся в нашей работе с очень большими препятствиями. Исследования на самом тонком и детальном - клеточном - уровне, подобные тем, что позволили Витторио и его пармским коллегам впервые обнаружить зеркальные нейроны, носят инвазивный характер, требуют нейрохирургии для имплантации электродов. Хотя нейрофизиологи, работающие с обезьянами, принимают все меры, чтобы имплантация не причиняла животным дискомфорта, существует запрет на подобные исследования человекообразных обезьян и людей (за редкими исключениями, как мы видели; об одном исключении - самом важном - я еще скажу). При этом невероятно изощренные технологии изучения человеческого мозга (и в первую очередь ФМРТ), используемые в лабораториях, подобных моей лос-анджелесской, измеряют лишь совокупную активность большого числа мозговых клеток (так называемых клеточных ансамблей) и, кроме того, не очень хорошо подходят для исследования животных и даже детей, которых трудно заставить неподвижно лежать внутри шумно работающих устройств.

Короче говоря, многообразные технологии пригодны для разных исследований, и каждой из них присущи свои особые ограничения - практические, материально- технические, финансовые, этические. С обезьянами нам нелегко переходить от изучения одной клетки к изучению ансамблей, с людьми - наоборот. В этом смысле мы на самом деле находимся в промежуточном положении. Головоломки, с которыми мы сталкиваемся, оставляют нам умозаключение, аналогию как главный способ обобщения полученных данных и составления развернутой картины, а аналогия, при всей ее ценности и необходимости, инструмент, конечно же, не идеальный. Она не была бы идеальным инструментом даже при сопоставлении человека с ближайшим из его живущих ныне родичей - с шимпанзе; а макаки стоят еще несколькими эволюционными ступенями ниже. К сожалению, мы мало что можем сделать для устранения этого информационного разрыва. Мы не можем изменить эволюционный процесс, и мы, разумеется, не намерены отказываться от полной поддержки запрета на большинство инвазивных научных исследований людей и человекообразных обезьян. И я не хотел бы жить в обществе, которое иначе относилось бы к этому вопросу.

Мы не можем изучать на клеточном уровне людей, но как насчет нечеловекообразных обезьян на уровне клеточных ансамблей? Успех подобных исследований позволил бы нам сопоставить нейронную активность отдельных клеток и ансамблей у обезьян, а затем соотнести ансамблевую нейронную активность у обезьян и людей. Эти два последовательных сопоставления, безусловно, облегчили бы бремя умозаключений и аналогий и помогли бы нам свести все в одну общую картину. В последние годы ряд исследователей и лабораторий разработали технологии изучения мозга обезьян с помощью ФМРТ. Прежде всего назову Никоса Лого- фетиса из института имени Макса Планка в Тюбингене (Германия). Искусно усовершенствовав стандартную аппаратуру применяемую для экспериментов на мозгу обезьян, Логофетис смог одновременно регистрировать активность отдельных клеток с помощью внутричерепных электродов и использовать ФМРТ. Со стандартной аппаратурой это было бы неосуществимо. Логофетис модифицировал ее, сделав так, что электроды не выжигают вокруг себя мозговую ткань, как выжигали бы ее обычные электроды в ФМРТ-сканере, не воспринимают искажений (артефактов), создаваемых работой сканера, и не искажают артефактами сигнал сканера. Это поразительное достижение. С помощью своих имплантированных электродов Логофетис измерял нейронную разрядку отдельных клеток, одновременно регистрируя изменения ФМРТ-сигнала. Благодаря этому он смог проверить, коррелирует ли разрядка отдельных клеток с мозговым сигналом, измеренным посредством ФМРТ. Зрительная кора обезьяньего мозга реагировала на зрительный раздражитель усилением разрядки отдельных клеток и усилением ФМРТ-сигнала. Это была убедительная корреляция и реальный шаг к построению единой картины нейронной активности на клеточном и ансамблевом уровне. Это движение, несомненно, будет набирать обороты, поскольку количество лабораторий, изучающих обезьян с помощью ФМРТ, будет возрастать¹²³.

Есть и третий вариант уменьшения разрыва между информацией о мозге обезьян на клеточном уровне и данными об ансамблевой нейронной активности у людей. Я называю этот способ оппортунистической наукой, наукой отдельных возможностей. Она уже играет существенную роль в нейронауке и, думаю, будет иметь важное значение для исследования зеркальных нейронов. Прежде чем рассказать вам о нынешнем положении дел на этом направлении и о том, чего я ожидаю в будущем, хочу показать, чего можно добиться, когда оппортунистическая наука соединяется с фактором везения. Благодаря этому соединению мы получили ответ на один из самых давних и важных вопросов неврологии.

Эта история - из времен позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), которая широко использовалась в 1980-х и в начале 1990-х, но затем существенно сдала позиции под натиском ФМРТ, не требующей, в отличие от ПЭТ, применения радиоактивных веществ. Как я писал в главе 2, одним из первых исследований зеркальнонейронной системы с визуализацией был «хватательный» эксперимент с использованием ПЭТ, выполненный Ридзолатти с коллегами. В те годы я применял ПЭТ для исследования областей мозга, играющих важную роль в узнавании повседневных предметов. Это был мой первый эксперимент на таком оборудовании. Мы впрыскивали в кровь испытуемого небольшие количества радиоактивного вещества, как требует технология ПЭТ, а затем показывали ему различные изображения на мониторе компьютера. Упрощенно говоря, происходит вот что. Радиоактивное вещество соединяется с определенными молекулами крови. Регистрируя эти молекулы, мы, таким образом, можем измерять общий кровоток. В здоровом мозгу кровоток коррелирует с нейронной активностью, так что ПЭТ-сканер измеряет мозговую активность, измеряя кровоток. Чтобы наши испытуемые получали лишь малые дозы радиоактивности, мы должны были соблюдать лимит в двенадцать впрыскиваний радиоактивного вещества (и, следовательно, в двенадцать кратких сеансов сканирования мозга) на одного испытуемого, и между впрыскиваниями должно было проходить примерно пятнадцать минут, чтобы радиоактивность от предыдущего впрыскивания полностью перестала проявляться.

Однажды вечером я проводил эксперимент с четвертым или пятым добровольцем. Это была женщина- правша двадцати одного года. В какой-то момент она пожаловалась на головную боль. Я спросил, не прекратить ли эксперимент. Она ответила, что может продолжать, - ведь ей нужно было только смотреть на картинки, возникающие на мониторе. Когда мы закончили, я задал ей несколько вопросов. Она сказала, что на протяжении эксперимента (двенадцать впрыскиваний и сканирований - это примерно три часа) головная боль у нее все усиливалась. Судя по ее описанию пульсирующих болевых толчков, это была мигрень. Она сказала еще, что перед тем, как заболела голова, у нее ненадолго помутилось в глазах. Подобная «аура» - классический симптом мигрени. Женщины страдают мигренью чаще, чем мужчины, и она сказала, что у нее не первый раз так болит голова. На основании этих жалоб мы направили ее в неврологическую клинику университета, где детальная неврологическая история ее проблем с головной болью подтвердила, что она подвержена мигрени.

Я сделал подробные записи о том, что случилось и когда. Анализируя данные ПЭТ, я прежде всего, как требовал наш обычный статистический протокол, поинтересовался изменениями кровотока под воздействием различных зрительных раздражителей. У всех предыдущих испытуемых в этом ПЭТ-эксперименте было зафиксировано существенное увеличение кровотока в нижней височной коре при разглядывании повседневных предметов сравнительно с другими зрительными образами. У женщины с мигренью, однако, я не увидел никакой разницы в кровотоке между различными экспериментальными ситуациями - разительный контраст с отчетливыми эффектами, наблюдавшимися у предыдущих испытуемых!

Я «возложил вину» на мигрень, но не знал, как проверить эту гипотезу. Поскольку это был мой первый ПЭТ-эксперимент и у меня не было опыта анализа необычных данных, я обратился к моему коллеге и наставнику в сфере нейровизуализации Роджеру Вудсу - неврологу, разработавшему целый ряд аналитических методов нейровизуализации. Когда я обрисовал Роджеру ситуацию, он сказал: «Давайте-ка посмотрим на преобразованные первичные данные». Краткое разъяснение насчет данных ПЭТ: первичные данные - это в основном цифры, соответствующие количеству радиоактивных событий, зафиксированных сканером. Преобразованные первичные данные, как правило, не имеют особой ценности, поскольку фактически сводятся к размытым мозговым образам в серых тонах. Даже опытный мозговой картограф, скорее всего, не увидит разницы между двумя такими изображениями. Чтобы выявить даже существенные перемены, необходим статистический анализ, выполняемый компьютером. Поэтому, когда Роджер предложил взглянуть на преобразованные первичные данные, я был несколько озадачен. Ведь я не увидел ничего примечательного в результатах статистического анализа, который представляет собой куда более мощный инструмент, чем человеческие глаза. Что мы сможем увидеть в преобразованных первичных данных? Разумеется, я ошибался. Роджер составил из двенадцати образов сканирования испытуемой с мигренью, которые я получил, своего рода мультфильм. При его просмотре любой мог увидеть, что области в задней части мозга после шестого сканирования стали намного темнее, а это означало существенное ослабление радиоактивного сигнала, улавливаемого сканером, и существенное уменьшение кровотока в этих областях мозга. Не будь это уменьшение весьма существенным, оно не было бы так хорошо различимо невооруженным глазом. И действительно, последующий количественный анализ показал сокращение кровотока в потемневших областях (в задней части мозга женщины с мигренью) примерно на 40 процентов. С шестого сканирования по двенадцатое (последнее) темная зона неуклонно распространялась с задних областей мозга на передние, становясь все больше и больше. При просмотре этих картинок на манер мультфильма зрительное впечатление было очень отчетливым.

Мы с Роджером мгновенно поняли, что счастливая случайность, позволившая нам сделать это наблюдение, почти в одночасье разрешила спор о патофизиологии мигрени, занимавший неврологов и их пациентов на протяжении полувека. В этом споре было два главных лагеря. Одни считали, что мигрень - прежде всего проблема сосудов. По не слишком понятным причинам (хотя предположений было немало) кровеносные сосуды во время приступа мигрени сначала сужаются (отсюда - симптом «ауры»), затем расширяются, вызывая боль. В другом лагере полагали, что первопричина мигрени - нейронная дисфункция (так называемая распространяющаяся депрессия, впервые наблюдавшаяся у лабораторных кроликов). Это явление, которое в первый раз было описано в 1944 году, представляет собой резкое, но, к счастью, преходящее снижение электрической активности в коре головного мозга. Оно распространяется по коре, захватывая смежные области¹²⁴.

Обе гипотезы имели свои сильные и слабые стороны. В 1980-х годах, когда возникла ПЭТ, все согласились, что она - идеальный инструмент для разрешения этого весьма важного научного спора. В теории - да, но практические ограничения делали почти невозможным сканирование пациента при наступлении события, которое нельзя предсказать заранее. Ведь мигрень приходит не по расписанию. Неожиданный ее приступ у нашей лос-анджелесской испытуемой, находившейся в ПЭТ-сканере, был одним из тех счастливых случаев, о каких неврологи и нейроспециалисты даже и не мечтают. Более того: данные, которые мы получили, носили недвусмысленный характер. Скорость распространения депрессии в коре мозга кролика в 1944 году была очень близка к скорости движения нашей «темной волны» в 1994 году Направление этого движения не соответствовало направлению главных мозговых кровеносных сосудов, и это перечеркивало «сосудистую» гипотезу о природе мигрени. Наши наблюдения подтвердили «нейронную» гипотезу.

Это очень яркий образчик оппортунистической медицинской науки (именно эти слова использовал один из рецензентов нашей научной статьи¹²⁵). Есть, однако, и другие способы получать оппортунистические научные результаты в медицине - способы, демонстрирующие несколько большую степень планирования и меньшую роль случайности, чем наше наблюдение, касающееся мигрени. Один из примеров такого рода - поразительная работа Ицхака Фрида и его сотрудников в отделении нейрохирургии медицинской школы Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Фрид и его коллеги ухитряются измерять мозговую активность человека на уровне отдельных клеток. Эта чрезвычайно важная работа позволяет нам заполнять разрыв между исследованиями зеркальных нейронов в мозгу обезьян и людей.

В ГЛУБИНАХ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО МОЗГА

Эпилепсия - психоневрологическое заболевание, которым страдают миллионы людей - примерно 1 процент населения. Ее симптомы принимают многообразные формы, но, конечно, самые известные из них - судорожные припадки. В большинстве случаев болезнь можно эффективно сдерживать с помощью лекарств. У некоторых пациентов, однако, медикаменты не обеспечивают должного контроля над заболеванием. Оно оказывает разрушительное воздействие на их жизнь, и одна из лечебных стратегий, которые могут применяться в этих трудных случаях, - нейрохирургия. Если оказывается возможным удалить фокус эпилептической активности (то есть участок мозговой ткани, где зарождаются приступы), то благодаря этому удается эффективно контролировать симптомы болезни. Разумеется, это всегда непростое решение, и принимается оно, как правило, лишь после того, как испробованы все способы фармакологического лечения. Если хирургическое вмешательство все же сочтено необходимым, очень важно точно знать, где расположен очаг эпилептической активности. Для этого сейчас имеется целый ряд неинвазивных методов, но в некоторых случаях они не дают результата. И тогда последнее средство, на которое решаются нейрохирурги, - имплантировать электроды в ряд областей мозга и следить за мозговой активностью в течение нескольких дней, порой даже неделю или две. Само собой, расположение этих внутримозговых электродов диктуется исключительно медицинскими соображениями, а не любопытством экспериментаторов, и, конечно, непременным условием является согласие пациента. Практика показывает, что его почти всегда дают. И тогда появляется возможность получить уникальную и чрезвычайно ценную информацию о нейронной активности человеческого мозга при различных условиях, причем с максимально высоким разрешением - на уровне отдельной клетки.

Это возможно благодаря тому, что Ицхак Фрид и его коллеги модифицировали главные электроды для этих внутричерепных обследований. Как правило, при таких обследованиях больных эпилепсией аппаратура не может показывать потенциалы действия отдельных клеток. Но для того чтобы находить источник эпилептических припадков, это и не нужно. Электрод способен локализовать очаг эпилептической активности, просто регистрируя электроэнце- фалографический сигнал - медленные электрические волны, отражающие совместную, ансамблевую активность множества нейронов. Группа Фрида, однако, изменила базовую технологию и начала имплантировать в мозг пациентов пучки из восьми микропроводов, отходящих от конца каждого электрода. Кончики микропроводов очень тонки и чувствительны, и они могут зафиксировать потенциалы действия клеток. Поскольку в мозг пациента обычно имплантируется восемь электродов, мы получаем шестьдесят четыре микропровода, способных улавливать активность отдельных клеток. Увы, не все микропровода реализуют эту способность. Все зависит от того, куда попадет в мозгу кончик микропровода, а этого нейрохирург, даже самый опытный, контролировать не может. Он может контролировать лишь местоположение конца электрода. Если кончик микропровода, отходящего от электрода, окажется близко от нейрона, он будет регистрировать его активность, если далеко - то нет. Как правило, клеточную активность регистрируют от двадцати до сорока микропроводов, и зачастую один микропровод получает информацию не от одной клетки, а от двух или трех. Поэтому за один рабочий сеанс вполне возможна регистрация сигналов от пятидесяти клеток, и есть вероятность, что таких клеток будет вдвое больше (правда, никому до сих пор настолько не везло).

С помощью этого уникального оборудования Фрид и его сотрудники могут на беспрецедентно детальном уровне изучить отклик человеческого мозга на различные раздражители и внешние ситуации. Одним из первых исследователей, кто воспользовался этим технологическим прорывом, был Рой Мукамель, научный сотрудник, работавший после защиты диссертации в моей лаборатории. Он провел остроумный и необычный трансатлантический эксперимент с использованием электродов Ицхака, чтобы получить новое подтверждение тесной связи между нейронной активностью у людей на клеточном и ансамблевом уровне. Сначала Рой показал отрывки из знаменитого сериала-вестерна «Хороший, плохой, злой» режиссера Серджио Леоне здоровым добровольцам, согласившимся участвовать в ФМРТ-эксперименте в институте Вейцмана в Израиле, где Рой был аспирантом. Затем, прилетев в Лос-Анджелес, он показал те же отрывки двум эпилептикам, в мозг которых Ицхак Фрид имплантировал электроды с микропроводами.

После этого Рой проверил активность, зарегистрированную в отдельных клетках слуховой коры двух эпилептиков (как показывает название, это область мозга, реагирующая на звуки), на корреляцию с мозговой активностью здоровых добровольцев в Израиле, измеренной посредством ФМРТ. При том, что неврологические пациенты находились в тихих палатах университетской больницы, а здоровые добровольцы - в очень шумном ФМРТ-сканере, казалось, что эксперимент Роя по сравнению мозговых откликов в слуховой коре потерпит неудачу. Из-за резкого различия в уровне шума сколько-нибудь надежные выводы о сходстве слуховой реакции на фильм, казалось, невозможно будет сделать. Поразительно, но эксперимент удался. Рой обнаружил тесную корреляцию между активностью отдельных клеток в слуховой коре лос-анджелесских эпилептиков и активностью в этой зоне у здоровых добровольцев в Израиле, зафиксированной ФМРТ-сканером¹²⁶. Этими данными были подкреплены выводы из результатов, полученных Никосом Логофетисом, о прямой связи между активностью отдельных клеток и ансамблевой активностью, измеряемой ФМРТ. Оба этих исследователя, однако, изучали прежде всего сенсорные области: Ло- гофетис - зрительную кору, Мукамель - слуховую. Можем ли мы обобщить эти выводы, распространив их на более сложные участки коры человеческого мозга - например, на те участки лобной доли, что содержат зеркальные нейроны, или на те области височных долей, что являются хранилищем нашей памяти? Некоторые очень свежие данные, касающиеся корреляции разрядки на клеточном уровне и ФМРТ-сигнала в височной доле при выполнении заданий на память, говорят о том, что в височной доле активность отдельных клеток и ФМРТ-активность не идут рука об руку Когда испытуемых просили вспоминать людей или места, отдельные нейроны реагировали лишь на воспоминание об определенном человеке или определенном месте, тогда как уровень ФМРТ-активности возрастал при воспоминаниях о самых разных людях или местах. Как такое возможно? Ответ дает нейронный феномен, для которого нейроспециалисты нашли несколько разных (и порой довольно-таки забавных) названий: «бабушкина клетка», «разреженное кодирование» и даже «клетка Дженнифер Энистон».

КЛЕТКА ДЖЕННИФЕР ЭНИСТОН

Термин «бабушкина клетка» широко распространен в нейронауке¹²⁷. Употребляя его, мы исходим из предположения, что мозг, возможно, использует единичные нейроны для отображения, узнавания и идентификации знакомых объектов. В крайней форме эта теория предполагает некое взаимно-однозначное соответствие между клетками и объектами, при котором вашу бабушку по материнской линии кодирует у вас в мозгу одна клетка, бабушку по отцовской линии - другая. У теории «бабушкиной клетки» есть один крупный недостаток, и понять, в чем он состоит, нетрудно: если по какой-либо несчастливой причине «бабушкина клетка» погибнет, ваши отношения с объектом, за узнавание которого она отвечает, - с любимой бабушкой - будут полностью разрушены! Вы перестанете ее узнавать и не будете о ней помнить. Есть, однако, у «бабушкиных клеток» и преимущества. Главное из них связано с памятью. Если для того, чтобы извлечь воспоминание о бабушке, нужна только одна клетка, то с помощью великого множества мозговых клеток можно запомнить массу всякой всячины.

В самом радикальном варианте теория «бабушкиной клетки» выглядит почти карикатурно. Современный ее вариант называется «разреженное кодирование». Как подсказывает сам термин, эта идея предполагает, что тот или иной конкретный раздражитель - например, бабушка - избирательно активирует не один нейрон, а несколько. Таким образом, ответственность за память о бабушке возлагается не на одну клетку, а на небольшую группу, и это гораздо более эффективный способ кодирования знакомых предметов и людей. Гибель единичной клетки из группы, кодирующей один и тот же раздражитель, не катастрофична.

Намек на разреженное кодирование на некотором уровне, по существу, содержится в одном из первых описаний зеркально-нейронных свойств. В статье Витторио Галлезе и его коллег по пармской группе, опубликованной в 1996 году в журнале Brain¹²⁸, упоминаются клетки, избирательно реагирующие на специфические действия. Хотя большинство описанных в статье зеркальных нейронов разряжались при наблюдении за хватательными движениями и при совершении таких движений, почти половина из них избирательно реагировала только на специфические действия - такие, как помещение объектов куда-либо, манипулирование объектами, удерживание объектов, соприкосновение кистей рук и т.д. Однако яснее всего говорят в пользу разреженного кодирования и весьма убедительно подтверждают представление о «бабушкиной клетке» эмпирические данные, о которых недавно сообщили Ицхак Фрид и его коллеги, работающие с внутричерепными электродами, вживляемыми в мозг эпилептиков. С помощью портативного компьютера ученые показывали пациентам большое количество изображений известных людей, знаменитых зданий, разнообразных предметов, животных. То, что они обнаружили, ошеломляет. Одна из клеток реагировала только на различные снимки Билла Клинтона, другая - только на фотографии музыкантов из группы «Битлз», третья - только на баскетболиста Майкла Джордана, четвертая - только на кадры из мультсериала «Симпсоны». Клетка, которую мгновенно окрестили «клеткой Дженнифер Энистон», отреагировала на несколько различных фотоснимков актрисы, но осталась безучастна к множеству других зрительных образов, иные из которых визуально были очень похожи на эти фотоснимки¹²⁹. В частности, Джулия Робертс не удостоилась отклика от «клетки Дженнифер Энистон». Что поразительно, не удостоилась его и фотография Дженнифер с Брэдом Питтом. Учитывая, что эксперимент проводился в то время, когда актер и актриса еще были вместе и постоянно мелькали в таблоидах и на экранах телевизоров, остается только изумляться прозорливости клетки, предвосхитившей их грядущий, как говорят у нас в Италии, скандало!

И это еще не все. Фрид и его коллеги обнаружили клетку, избирательно реагирующую на фото актрисы Хэлли Берри или на ее имя на компьютерном мониторе. Такой тип реакции наводит на мысль, что эти клетки, возможно, кодируют скорее память как таковую, чем зрительный образ. Действительно, «клетка Дженнифер Энистон», кроме фото Дженнифер, реагировала и на снимки Лизы Кудроу, и это позволяет предположить, что для клетки важна ассоциативная связь двух актрис, игравших в одном и том же телесериале «Друзья»¹³⁰. О захватывающих дух открытиях в ходе этих исследований эпилептиков продолжают поступать сведения. Группа Фрида сумела зарегистрировать разрядку отдельных клеток при актах зрительного воображения (когда человек представляет себе мысленно кого-либо или что-либо) и при воспоминаниях об определенных местах¹³¹. Некоторые клетки, реагирующие на определенный зрительный раздражитель (скажем, на лицо), разряжаются и в том случае, когда пациент просто представляет себе это лицо.

Вышло так, что мы с Ицхаком Фридом сотрудничали в середине 1990-х, изучая механизмы интеграции зрительной и моторной информации между левым и правым полушариями мозга через посредство мозолистого тела - большого и плоского сплетения сотен миллионов аксонов (длинных нейронных отростков), расположенного между полушариями. Это было до того, как Ицхак начал исследовать мозг эпилептиков с помощью глубинных электродов, и до того, как я заинтересовался зеркальными нейронами. Разумеется, я знал о его новой сфере деятельности, а он - о моей, и задним числом кажется почти неизбежным, что в какой-то момент мы возобновили былое сотрудничество, чтобы попытаться зафиксировать разрядку индивидуальных зеркальных нейронов. Однако от первых обсуждений до начала реальной совместной работы прошло около двух лет. Нестыковка требований казалась непреодолимой. Моя мысль заключалась в том, что надо смотреть на те зоны человеческого мозга, где, как мы уверены, должны быть зеркальные нейроны, поскольку эти участки гомологичны зеркально-нейронным областям мозга обезьян. К моему сожалению, Ицхак, как правило, имплантировал свои электроды в те строго определенные зоны, что считаются наиболее «эпилептогенными», то есть с наибольшей вероятностью содержат очаги эпилептических приступов. Сферы нашего внимания различались: области, которыми он должен был ограничиваться, не совпадали с интересовавшими меня, и он практически никогда не имплантировал электроды в те части мозга, которые я хотел изучать. Совместная работа не налаживалась, а когда такое происходит в науке, зачастую трудно бывает придать делу новый импульс. Ученые обычно настолько погружены в свою собственную деятельность и в текущее сотрудничество, что начать новый совместный проект, сколь бы естественным и логичным он ни выглядел, не удается без какого-то внешнего толчка или счастливого стечения обстоятельств.

В нашем случае удача пришла в лице Арне Экстро- ма, научного сотрудника, изучавшего после защиты диссертации в составе группы Ицхака клетки человеческого мозга, которые играют важную роль в запоминании мест. Арне разработал задание для пациентов, связанное с вождением такси (разумеется, виртуального) по незнакомому городу, и заметил, что, когда один из пациентов нажимал на клавишу для выполнения некоторых элементов задания, определенные клетки в его лобной доле демонстрировали очень высокую активность. Они определенно вели себя как моторные клетки. Арне знал о моей работе, связанной с зеркальными нейронами, и задался вопросом, нельзя ли протестировать на зеркальнонейронные свойства те клетки лобной доли, функционирование которых исследовал Ицхак у эпилептиков. Кроме того, Арне интересовал разрыв между исследованиями отдельных клеток посредством внутричерепных электродов и ансамблевыми результатами экспериментов с нейровизуализацией, использующих ФМРТ. Обсуждая с ним этот возможный проект, я вдруг понял, как я все-таки мог бы использовать электроды Ицхака.

В ПОИСКАХ ЗЕРКАЛЬНЫХ

СУПЕРНЕЙРОНОВ

Если зеркальные нейроны - такие мощные нейронные элементы, как я думаю, позволяющие нам «проигрывать» у себя в мозгу действия других людей, то эволюционный процесс, породивший подобный нейронный механизм, должен был создать и некий контроль над ним. Ведь было бы чрезвычайно неэффективно, если бы мы беспрерывно имитировали действия, которые видим. Кроме того, имитация принимает многообразные и иногда очень сложные формы. Ап Дийкстерхейс, социальный психолог из Нидерландов, проводит различие между сложными формами имитации, которые он называет высшими, и низшими, сводящимися к прямой моторной имитации (взять рукой чашку, к примеру). Изучая высшие формы имитации, Дийкстерхейс накопил внушительное количество поведенческих данных, подтверждающих наличие у человека разнообразных видов сложной мимикрии. Приведу лишь один пример - но поразительный! В серии экспериментов участников из одной группы просили думать об университетских профессорах, с которыми обычно ассоциируется ум, и записывать все, что приходит в голову. Участников из другой группы просили делать то же самое в отношении футбольных хулиганов - буйных и агрессивных фанатов, с которыми, как правило, ассоциируется глупость (по крайней мере, соответствующее поведение). Затем испытуемые из обеих групп выполнили тест на «общую сообразительность». Казалось бы, второе задание никак не соотносится с первым. Связь, тем не менее, была: испытуемые, которые ранее были сосредоточены на профессорах, добились более высоких результатов, чем те, кто думал о футбольных хулиганах. Более того, «профессорская» группа превзошла контрольную группу, которая сразу выполняла тест на «общую сообразительность», а та, в свою очередь, опередила «футбольную» группу.

Вывод: просто подумав об университетских профессорах, человек становится умнее, просто подумав о футбольных хулиганах - глупее! Подводя итог своей работе, Ап Дийкстерхейс пишет: «К нынешнему моменту соответствующими исследованиями доказано, что имитация может делать нас медлительными, быстрыми, сообразительными, глупыми, способными к математике, неспособными к математике, услужливыми, грубыми, вежливыми, многоречивыми, нетерпимыми, агрессивными, склонными к сотрудничеству, склонными к соперничеству, уступчивыми, неуступчивыми, консервативными, забывчивыми, осторожными, беспечными, опрятными, неряшливыми»¹³². Список производит впечатление, и я полагаю, что эта постоянная автоматическая мимикрия - несомненное проявление зеркально-нейронной деятельности в той или иной форме. Вместе с тем подобная «высшая имитация» часто представляет собой последовательность весьма сложных и тонких действий, и трудно поверить, что они могут осуществляться «обезьянничающими» клетками, похожими на те, что были открыты в Парме. Даже несмотря на то, что некоторые зеркальные нейроны у обезьян демонстрируют более изощренные алгоритмы разрядки (вспомним «логически связующие» клетки, которые разряжаются не при одинаковом наблюдаемом и выполняемом действии, а при действиях, логически связанных между собой, - например, когда обезьяна видит, как на стол кладут еду, а также когда она сама берет еду и подносит ко рту), есть ощущение, что всего этого недостаточно для имитации сложных форм человеческого поведения.

Я пришел к выводу, что для объяснения тонкой имитации сложных форм поведения, которой мы, люди, постоянно занимаемся, необходимо, видимо, расширить представление о зеркально-нейронной системе как о включающей в себя клетки, чья задача - контролировать и модулировать деятельность более простых и, так сказать, классических зеркальных нейронов. Эти клетки, принадлежащие к более высокому разряду, можно назвать зеркальными супернейронами - не потому, что они обладают какими-то супервозможностями, а потому, что их можно представлять себе как функциональный нейронный слой, находящийся «над» классическими зеркальными нейронами, контролирующий и модулирующий их активность. Вооружившись этими первоначальными идеями о зеркальных супернейронах, я, как сделал бы любой заядлый картограф мозга, задался вопросом, где эти нейроны могли бы находиться. Я выделил три такие области, расположенные в лобной доле и связанные с зеркально-нейронным участком этой доли. Названия этих областей следующие: орбитофронтальная кора, передняя поясная кора и pre-SMA. После разговора с Арне Экстромом о его предложении я вдруг понял, что все эти области находятся в тех зонах лобной доли, куда Ицхак Фрид имплантирует свои электроды. Мне стало ясно, что мы могли бы поохотиться не за классическими зеркальными нейронами, исследовавшимися у обезьян, а за этими гипотетическими зеркальными супернейронами. Совместный проект «Фрид-Якобони» снова встал на повестку дня! Пока мы зарегистрировали разрядку примерно шестидесяти отдельных клеток, проявляющих зеркально-нейронные свойства и расположенных в тех областях лобной доли, что, согласно моей гипотезе, могут содержать зеркальные супернейроны. Некоторые из этих клеток продемонстрировали очень интересную картину нейронной разрядки. Ее интенсивность, как и в опытах с обезьянами, увеличивается, когда пациент совершает действие. Однако, в противоположность зеркальным нейронам обезьян, эти клетки полностью выключаются при наблюдении за таким же действием¹³³. Такая картина активности наводит на мысль, что эти клетки могут играть сдерживающую роль при наблюдении за действиями. Выключаясь, они, возможно, сигнализируют более классическим зеркальным нейронам, а также другим моторным нейронам, что наблюдаемое действие имитировать не следует. Кроме того, кодируя противоположным образом собственное действие (интенсивность разрядки растет) и чужие действия (интенсивность падает), эти зеркальные супернейроны, возможно, осуществляют великолепное в своей простоте разграничение на клеточном уровне между «я» и другими людьми. В конце главы 5 я высказал предположение, что зеркальные нейроны могут способствовать вычленению из первичного интерсубъективного ощущения «нас» более зрелых понятий о самом себе и других. Скорее всего, этот процесс осуществляют именно зеркальные супернейроны. Ведь области мозга, где мы обнаружили эти клетки, менее развиты в раннем младенчестве, чем какие-либо другие, и при развитии меняются гораздо сильнее.

Область мозга, называемая pre-SMA, как известно, важна для соединения простых действий в более сложные моторные последовательности. Зафиксированные нами зеркальные реакции некоторых клеток в этой области особенно интригуют меня. Зеркальные нейроны (или, лучше сказать, зеркальные супернейроны) в pre-SMA кажутся мне мозговыми клетками, идеально подходящими для построения из простых имитационных действий тех более сложных, высших форм имитационного поведения, о которых говорит Дийкстерхейс.

К сожалению, не все сложные формы имитационного поведения приносят пользу отдельным людям и обществу в целом. Пришло время поговорить о зеркальности как о социальном явлении, способном порождать то, что на научном языке называется «проблемным поведением».