Что отражают зеркальные нейроны

 

В конце 1980‑х итальянский нейробиолог Джакомо Риццолатти со своими коллегами изучал премоторную кору лобной доли макаки. Используя внутриклеточные электроды, они записывали электрическую активность отдельных клеток, активизировавшихся, когда обезьянка брала кусочек пищи. По рассказам, однажды одна из изучаемых обезьянок с введенными электродами отдыхала между исследованиями и просто наблюдала за своими экспериментаторами. Когда один из исследователей протянул руку, чтобы взять орешек, у обезьянки активизировались те же клетки, что и тогда, когда она сама тянулась за едой. Риццолатти исследовал эту область мозга и обнаружил, что она содержит клетки, активизирующиеся, когда обезьянка выполняет рукой какое‑либо определенное движение, например, тянет, толкает, дергает, хватает, подбирает и кладет в рот орешек, а также то, что те же самые клетки будут возбуждаться при наблюдении за кем‑то другим, выполняющим те же действия. Кроме того, было замечено, что движение должно выглядеть намеренным, т. е. рука должна быть протянута с целью взять орех и съесть его, а не быть просто похожим жестом, не направленным на орех. С учетом совокупной способности этих клеток инициировать действие и регистрировать его при наблюдении за аналогичным движением, эти клетки вскоре стали известны как «зеркальные нейроны», а совокупность таких клеток – как «зеркально‑нейронная система».

Давайте разберемся, как происходит заучивание движений. Представьте, что вы увлеклись новым хобби, в котором у вас не было прежде опыта, – игрой на виолончели. Вы не представляете, как держать инструмент, где он должен располагаться между ваших ног, как вызывать звук смычком. Вы старательно изучаете это, наблюдая и пытаясь имитировать то, что вы видите. (То же самое верно для любого другого движения, от ползания, ходьбы и произношения слов до набора эсэмэс.) Этот процесс обучения – наблюдения и имитирования – сопровождается созданием нейронной сети, т. е. репрезентативной карты, предназначенной специально для игры на виолончели. Всякий раз, когда вы смотрите на игру своего учителя, связи в этой сети укрепляются. Если б в вашей виолончельной нейронной сети были электроды, вы смогли бы увидеть повышенную активность в обоих состояниях. Обучаться игре на инструменте – значит попытаться синхронизировать то, что вы наблюдаете, с тем, что вы реально делаете.

 

Добавим еще несколько деталей. У вашего учителя старая виолончель, и у нее прекрасный запах. Когда преподаватель вынимает виолончель из футляра, вы живо вспоминаете школьную экскурсию в старших классах, когда вы услышали свой первый концерт. После этого вас повели за сцену и показали различные струнные инструменты. Вы помните, как держали в своих руках несколько очень старых скрипок, даже нюхали их и пытались представить, каково было играть на них, когда они были новыми. Ваш преподаватель быстро выводит вас из этого краткого забытья, сыграв виртуозный пассаж из прелюдии Баха. К вашему удивлению и совершенно вопреки вашей натуре, у вас из глаз брызнули слезы. Вы высказали ей свое восхищение, но вместо благодарности она строго указала вам на то, что в вашем возрасте упражнялась по 8 часов в день. Ваши слезы испарились, как только изменилось настроение, и вам пришла в голову мысль, как человек может посвятить свою жизнь тому, чтобы тереть высохшими лошадиными волосами по нескольким струнам из кишок, если можно выйти на улицу и поиграть в мяч или потвиттиться с подругами.

 

Теперь представьте, что этот короткий сценарий разыгрывается, когда на вас надет портативный фМРТ‑сканер. Большинство ожидало бы увидеть повышенную активность в зонах мозга, задействованных в осуществлении двигательной активности, наблюдения за двигательной активностью другого человека, обработки запахов (обонятельные области), области, задействованные в хранении информации и вспоминании, а также в переживании интенсивных эмоций. Каждая сложная нейронная сеть, будь то сеть, представляющая игру на виолончели, или Пруста, вкушающего свою знаменитую Мадлен[41], функционирует путем координации совместной активности нескольких областей мозга. В этой сети присутствуют сваленные в кучу как наши наблюдения за действием, так и приобретенные двигательные навыки, необходимые для выполнения этого действия.

 

Упрощенная схема акта обучения:

 

Наблюдение → Детальная Модель (репрезентативная карта), хранящаяся в памяти. В процессе обучения нервные субстраты наблюдения и действия сливаются в единую репрезентативную карту наблюдения/действия, необходимую для выполнения заученного действия.

 

Открытая Риццолатти комбинированная система наблюдения/действия (одни и те же нейроны активируются, когда обезьяна тянется за орехом и когда наблюдает, как экспериментатор тянется за орехом) на клеточном уровне подтверждает то, что мы уже предполагали на уровне здравого смысла. Неожиданностью стало то, как это открытие взбудоражило людей. В последующие два десятилетия его работа стала подаваться как биологическая основа нашей способности к «чтению мыслей»[42] и эмпатии. Но насколько справедливы все эти умозаключения?

Прослеживая эволюцию выводов из открытия зеркальных нейронов, мы можем понять некоторые неизбежные проблемы перевода нашей доброй фундаментальной нейробиологии на язык поведенческих объяснений.

Вскоре после того, как были опубликованы открытия Риццолатти, выдающийся специалист в поведенческой неврологии из Калифорнийского университета в Сан‑Диего В.С. Рамачандран предсказал:

 

«Открытие зеркальных нейронов в лобной доле обезьян и их потенциальная относимость к эволюции человеческого мозга является важнейшей “неопубликованной” историей десятилетия. Я готов поручиться, что зеркальные нейроны послужат для психологии тем же, чем ДНК послужила для биологии: они обеспечат универсальную базовую структуру и помогут объяснить великое множество психических способностей, которые до настоящего времени остаются покрытыми тайной и недоступными для экспериментов… Знание об этих нейронах обеспечивает основу для понимания множества предельно таинственных аспектов человеческого разума: эмпатии и “чтения мыслей”, обучения через имитацию и даже эволюционного происхождения языка. Всякий раз, когда вы видите, как кто‑то другой что‑то делает (или даже собирается что‑то сделать), соответствующие зеркальные нейроны могут активизироваться в вашем мозге, позволяя тем самым “прочесть” и понять намерения другого и, таким образом, выработать сложную “теорию психического”» [140].

 

Допустим, зеркальные нейроны обезьян способны определять разницу между преднамеренным актом (протягивание руки за орешком, чтобы взять и съесть его) и неопределенным, но аналогично выглядящим движением руки. Это ничего не говорит нам о способности обезьян читать чужие мысли, будь то мысли другой обезьяны или исследователя. Обезьяны отлично умеют подбирать орешки. Они также талантливы в наблюдении за тем, как другие обезьянки подбирают орешки. Нас не должно удивлять то, что макака может заметить малейшую разницу между преднамеренными и случайными движениями рук. Но умение замечать мельчайшие различия в двигательной жестикуляции – это далеко не чтение мыслей. Хотя исследования далеки от завершения, большинство экспериментов указывает, что взрослые макаки едва ли обладают способностью делать выводы о намерениях других на уровне, превышающем простые моторные действия. Даже шимпанзе весьма ограничены в этой области [141, 142]. Если наличие зеркальных нейронов не является достаточным поводом, чтобы утверждать, что наши близкие родственники обладают способностью читать мысли, является ли оно таким поводом для человека?

Чтобы подчеркнуть разницу между распознаванием двигательного намерения и чтением мыслей, представьте себя участником игры в покер. Вы собираетесь сделать ставку, но замечаете, что игрок слева от вас тоже сделал движение рукой, возможно, чтобы взять свои фишки. Движение едва различимое. Вы не уверены, собирается ли он сделать ставку и сделал преждевременное движение или он намеренно пытается ввести вас в заблуждение, чтобы вы отказались делать ставку. Оба подозрения обоснованны. Чем успешнее вы как наблюдатель, тем вероятнее, что вы сумеете отличить притворное движение руки вашего оппонента от преднамеренного, но преждевременного движения к его собственным фишкам. В этом вы полагаетесь на свой предшествующий опыт. За многие годы игры в вашем мозге сформировались репрезентативные карты, соответствующие различным движениям рук игроков. Вы используете эту информацию, чтобы определить вероятность обмана, сравните с вероятностью преждевременного движения и сделаете вывод о намерениях игрока.

Но знания о намерении отдельного движения немного даст для понимания более сложного психологического состояния этого игрока. Например, он мог сделать это движение, чтобы отвлечь вас от другого аспекта игры. Возможно, он действует в сговоре с другим игроком на противоположной стороне стола и хочет отвлечь ваше внимание от других игроков. Он может пытаться создать ложный «знак», чтобы использовать его против вас в будущем. Сделав подобный жест при «плохой» руке, он может пытаться подготовить вас к будущим комбинациям, когда он будет делать такое же движение, но иметь отличные карты на руках, и обчистит вас. Иначе говоря, интерпретировать намерение, стоящее за этим двигательным актом, – совсем не то же самое, что читать мысли этого игрока. Намерение отдельного движения может быть опосредовано целым рядом совершенно различных психических состояний. Знание намерения, стоящего за действием, совершенно не означает знания цели, стоящей за намеренным действием.

Нет никаких причин верить в то, что обезьяна знает, почему экспериментатор решил съесть орех. Экспериментатор мог быть голоден, или ему было скучно, или он хотел проверить, не залежались ли эти орехи. Как признает один из пионеров в исследовании зеркальных нейронов, нейробиолог из Калифорнийского университета в Лос‑Анджелесе Марко Якобони, система зеркальных нейронов работает на уровне распознавания простых намерений и действий. «В научном сообществе велика доля политики, и мы постоянно пытаемся выяснить “истинные намерения” других людей. Зеркальная система имеет дело с относительно простыми намерениями: когда мы улыбаемся друг другу или устанавливаем зрительный контакт с другим водителем на перекрестке» [143]. Философ и специалист в области познания Элвин Голдман признает: «Наша способность распознавать эмоции других людей на основе выражения их лиц – это пример низкоуровневого “чтения мыслей”… Низкоуровневые когнитивные процессы не похожи на высокоуровневые, поскольку они сравнительно просты, примитивны, осуществляются автоматически и по большей части не доходят до уровня сознания» [144].

Тем не менее этот переход от низкоуровневого распознавания жестикуляции и мимики к распространившемуся домыслу, что конкретный набор клеток может читать мысли другого человека, превратился в популярную теорию. Приведу некоторые комментарии исследователей зеркальных нейронов.

 

Симоне Шютц‑Босбах, Институт человеческой когнитологии и науки о мозге им. Макса Планка: «Понимание намерений других – ключевая функция в социальных коммуникациях. Реконструкция через зеркальные нейроны, вероятно, помогает нам понять, что делает другой человек и почему и, что наиболее важно, что этот человек будет делать в следующий момент» [145].

Рамачандран (говоря о зеркальных нейронах): «Мы – высокосоциальные создания. Мы в буквальном смысле читаем мысли других людей. Я не имею в виду ничего психического, подобного телепатии, но вы можете напрямую «встать на место» другого человека» [146].

Якобони (в резком противоречии со своим же более ранним комментарием, ограничивающим зеркальную деятельность исключительно простыми действиями): «С помощью зеркальных нейронов мы практически можем побыть в разуме другого человека» [147]. «Зеркальные свойства нейронов решают “проблему другого сознания” (проблему того, как мы получаем доступ и понимаем содержания разума других людей)» [148].

 

Как только было продемонстрировано, что активация зеркальных нейронов модулируется намерением, стоящим за действием другого существа, и, как следствие (неверное), связана с нашей способностью «читать мысли» других, объяснение эмпатии стало логичным следующим шагом. Аргумент в пользу этого выглядит следующим образом: если мы можем психологически поставить себя в положение другого человека, мы начинаем лучше понимать его эмоции и – расхожая фраза того времени – оказываемся способны «почувствовать его боль».

Для проверки этого утверждения давайте бегло взглянем на современное понимание эмпатии. Но сначала позвольте провести различие между способностью интеллектуально понять психическое состояние другого человека – «ты выглядишь печальным» – и эмоциональной эмпатией, когда мы действительно испытываем огорчение другого. Первое – чисто познавательное/интеллектуальное распознавание психического состояния, второе – разделенное эмоциональное переживание. В рамках этого обсуждения я использую слово «эмпатия» для обозначения эмоционального компонента – переживания того, что чувствует другой.

Одно из свидетельств в счет того, что нейроны играют жизненно важную роль в человеческой эмпатии, пришло из Калифорнийского университета в Лос‑Анджелесе, где в 2010 г. провели исследование на 21 пациенте с эпилепсией, которые проходили предоперационную электрокортикографию. Таким пациентам в соответствии с операционной процедурой сначала проводят внутричерепное введение электродов (без общего наркоза) для выявления жизненно важных областей мозга, которые необходимо избегать при хирургическом удалении тех зон мозга, которые вызывают судороги.

Поскольку у некоторых пациентов патология наблюдалась в медиально‑височной области, Рой Мукамел с коллегами обратили внимание на функцию, тесно связанную с этой областью мозга, – распознавание эмоциональных выражений лиц. Когда пациентам показывали набор таких выражений лиц, а затем просили повторить их, в обоих случаях наблюдался одинаковый уровень активации небольшой группы нейронов. Клетки височной области, реагировавшие на наблюдаемую эмоциональную мимику, также возбуждались, когда субъект имитировал соответствующее выражение лица. Открытие Мукамела освещалось в прессе под заголовком «У людей обнаружены зеркальные нейроны, отвечающие за эмпатию» [149].

Если зеркальные нейроны являются общей основой, связывающей имитацию, «чтение мыслей» и эмпатию, следует ожидать, что эти типы поведения в принципе должны объединяться в единую систему. Те, кто лучше понимает, что на уме других, с большей вероятностью должны быть более склонны к эмпатии и наоборот. Но наш повседневный опыт предоставляет иную картину.

Замечательный бейсболист может смотреть старые фильмы про бейсбол и замечать малейшие изменения замаха у лучших игроков прошлого, которые остаются незамеченными для менее способных отбивающих. И тот же самый игрок может быть душевно слепым, лишенным малейшей способности к пониманию других и сопереживанию им.

В этом случае вам остается только утверждать, что он обладает замечательными зеркальными нейронами для двигательной активности, но способность к моторному отражению не трансформируется ни в понимание того, о чем думают другие, ни в способность к эмпатии.

Другие запросто понимают, что на уме у окружающих, но при этом ограничены в эмоциональном сопереживании. На ум приходит Берни Мэдофф[43]. То, насколько безупречно он играл со своими инвесторами в течение нескольких десятилетий, вызывает у меня соблазн сказать, что Мэдофф знал, о чем думают его клиенты, лучше их самих – предположительно серьезное свидетельство в пользу хорошего функционирования системы зеркальных нейронов. Но в противоположность взгляду Рамачандрана, будто зеркальные нейроны то же самое, что и «нейроны сопереживания», показатель эмпатии у Мэдоффа находится на ноле [150]. Противопоставьте его пренебрежительное и неуважительное отношение к своим обвинителям и его проницательное и тонкое понимание того, что его соседи могут ожидать от него, и вы ощутите полное отсутствие связи между пониманием мыслей другого человека и искренним разделением его чувств.

Незадолго до своего ареста Мэдофф прикрепил следующее письмо на входе в многоквартирный дом, где он жил:

 

«Дорогие соседи,

Примите, пожалуйста, мои глубочайшие извинения за ужасные неудобства, которые я доставил вам за последние недели. Рут и я ценим поддержку, которую мы получили.

С уважением, Бернард Мэдофф» [151, 152].

 

В противоположность этому мы можем искренне сочувствовать, совершенно не ощущая, что понимаем, что на уме у другого. Вероятно, наиболее наглядным примером является степень сопереживания, которую мы испытываем к животным, при этом сильно сомневаясь в том, что они обладают выраженным сознанием или самосознанием. Недавно на прогулке я заметил, как сороконожка медленно двигалась вокруг камня. Как бы глупо это ни звучало, я ощутил мощное чувство связи с сороконожкой. Я могу даже вспомнить ощущение усилия, которое она прилагала, чтобы ползти через тропинку. Смысл примера слишком очевиден, чтобы его пояснять. Сопереживание другим существам не может иметь ничего общего с чтением их мыслей, если вы считаете, что это существо лишено разума. (Сопереживать зачастую куда проще, если не знать, о чем думает другой человек.)

Чтобы поставить под сомнение идею, что наблюдение и имитация стоят за эмпатией, посмотрите, как те, кто никогда не чувствовал боли, могут тем не менее сопереживать боли другого. Французский нейробиолог Николас Данцигер изучал группу пациентов с врожденной нечувствительностью к боли – редким генетическим нарушением проводимости нервных волокон. Они знали о боли только теоретически, а не по собственному опыту. Данцигу было интересно исследовать, как эти пациенты реагируют на боль других людей, и он показал им фотографии женщины, у которой палец попал в садовые ножницы, и видеофрагмент о том, как сломалась нога нападающего Джо Тейсманна, из телепрограммы «Monday Night Football» [153]. К удивлению Данцигера, некоторые из нечувствительных к боли пациентов демонстрировали на фМРТ реакцию, аналогичную реакции нормальной контрольной группы: их области восприятия боли активировались. У других же, как и ожидалось, реакция отсутствовала. Данцигер обнаружил, что уровень корреляции однозначно коррелирует со степенью эмпатии, которую испытуемый демонстрировал в стандартном опроснике оценки эмпатии. Несмотря на отсутствие способности физически оценить боль другого человека, те, кто набирал наибольшее количество баллов в серии вопросов, разработанных для оценки степени проявляемой человеком эмпатии, имели и наивысшую степень эмоционального переживания страданий другого. Степень вызванного переживания не была связана с каким бы то ни было ощущением или наблюдением собственной боли, а, как заключили исследователи, была отдельной индивидуальной чертой. То есть за способностью к эмпатии предположительно стоит врожденная предрасположенность, не зависящая от предшествующего обучения, – наблюдение, которое поддерживается все большим количеством литературы, предполагающей, что степень эмпатии, демонстрируемая человеком, во многом зависит от наследственности [154, 155]. Если это правда, то это будет аргументом против того, что ощущение эмпатии происходит из наблюдения и «отзеркаливания» других.

На мой взгляд, эмпатия – социальный клей нашей цивилизации. Недостаток эмпатии, от грубости и безразличия до открытой враждебности и агрессии, несовместим с хорошо отлаженной жизнью общества. Понимание биологических составляющих эмпатии и той степени, до которой на них могут воздействовать обучение и образование, – одна из величайших задач как на социальном, так и на нейробиологическом уровне. Вопрос реабилитации серийных преступников – безжалостных личностей, не знающих раскаяния, – будет зависеть от того, решим ли мы, что эмпатия может быть разрушена, усилена или вызвана внешней стимуляцией. Пытаемся ли мы найти способ снизить политическое напряжение или отыскать общие основания для науки и религии, мы неизбежно приходим к тому, что полагаемся на наше интеллектуальное понимание эмпатии наряду с тем, насколько сильно мы сочувствуем другим (эмоциональное сопереживание). Преждевременные и/или упрощенные выводы в отношении этой сложной проблемы не помогут. Делая необоснованное заявление, что эмпатия возникает из набора специальных клеток мозга, мы создаем больше новых проблем, чем даем ответов.

 

Мышление не на том уровне

 

Для проведения исследования, способного обеспечить интерпретируемый результат, ученые должны начать с контроля над максимально возможным количеством переменных. Чем уже сфера исследования, тем точнее будут полученные данные. Например, при изучении зрения исследователи пытаются изолировать единственный функциональный компонент, такой как определение формы контуров, или направления движения, или цвета. Складывая вместе эти наблюдения в отношении отдельных компонентов, мы можем создать составную картину того, за счет чего обеспечивается зрение. Но этот метод зависит от наличия основательных рабочих знаний, как эти компоненты функционируют индивидуально и коллективно. В 1950–1960‑е годы исследования с использованием внутриклеточной регистрации позволили описать нейроны, которые, как тогда считалось, специализированы под конкретные зрительные задачи. Существовало убеждение, что некоторые клетки реагируют исключительно на линии, другие – на движения, а еще третьи – на края и контуры. Последние получили название «нейроны – детекторы контуров». Полвека дальнейших исследований продемонстрировали, что так преподносимая картина слишком упрощена. Видение чего‑то настолько простого, как граница, обеспечивается сложным взаимодействием сотен типов клеток. Не существует такой вещи, как специализированный «детектор контуров».

 

Мозг – это лоскутное одеяло взаимосвязанных функций, которые развивались в ходе бесконечно долгой эволюции

 

Мозг – это лоскутное одеяло взаимосвязанных функций, которые развивались в ходе бесконечно долгой эволюции. В отличие от большинства примитивных движений, таких как судорога отдельной мышцы, такие явления, как мысли и действия, представляют собой продукт сложной, широко распределенной в мозге и внутренне согласованной нейронной сети. Не существует единого мозгового центра для благодарности или раскаяния. Ощущение сопереживания приписывают по крайней мере к 10 областям мозга [156]. Хотя наука работает путем разглядывания мельчайших из возможных функций, важно не путать эти низкоуровневые находки с высокоуровневыми функциями. Термин типа «нейроны эмпатии» смешивает в себе различные уровни функционирования и действия, на деле снижая невероятную сложность мозговой деятельности до мультяшных и часто ведущих в неверном направлении громких фраз. Ни один нейрон не порождает какого‑либо конкретного комплексного поведения. Нельзя сводить высокоуровневое поведение к низкоуровневой нейронной активности. Точно так же, как вам не следует ожидать, что вы прочтете замечательную новеллу, заглянув в азбуку, вам не следует искать признаки сложного человеческого поведения на клеточном уровне.