Човешките същества са социални животни, способни да обработват и разбират действията и намеренията на другите, тази способност е от първостепенно значение, за да може да действа и да взаимодейства правилно и адаптивно със света, каква е ролята на огледални неврони?

Беатрис Агостини - ОТВОРЕНА УЧИЛИЩА, Когнитивна психотерапия и изследвания Болцано





Нека си представим как вървим по улицата и виждаме как господин се приближава с ръка. Възможността да разберем дали това движение е поздравително движение или въпросният господин е на път да ни хвърли нещо е от първостепенно значение за правилното планиране на поведението ни (възвръщането на поздрава в първия случай, бягството или нападението във втория).

Огледални неврони: откритието

Реклама През 90-те години изследователите започнаха да се питат как мозъкът ни разпознава действията на другите. През 1992 г. Ди Пелегрино и колеги проучиха група от неврони разположен в ростралната част на вентралната премоторна кора на мозъка на маймуната (област F5) и наблюдава как тези неврони се активират не само когато маймуната прави движение, но и когато наблюдава същото движение, извършено от експериментатора (Rizzolatti et al., 1996) . Тези неврони бяха наречени ' огледални неврони ', На английски„ огледални неврони ', именно за да се подчертае способността им да отразяват специфично двигателно действие в мозъка на наблюдателя.



звезди на земята фрази

По-задълбочени проучвания показват, че наблюдението на действията на другите определя и при хората, а не само при маймуните, активирането на прецентралните региони (Gallese et al., 2004; Rizzolatti and Craighero, 2004; Keyser and Gazzola, 2009) . Този резултат веднага беше интерпретиран като решаваща част от процеса на разпознаване на действията: наблюдателят разбира действията на други хора, защото ги представя в собствения си мозък, точно както той самият извършва това действие. Rizzolatti и колеги (2001) не спират дотук, но също така предполагат съществуването на мрежа ( огледална невронна система ), който включва теменни, долни фронтални и премоторни области, който е отговорен за разпознаването на действия не само когато ги наблюдаваме, но и когато четем глагол или слушаме дума, свързана с действие. Например понятие като скачане (независимо дали наблюдаваме скачане на човек, ако си го представяме или ако срещнем тази дума, докато четем книга) би било разбрано благодарение на повторното активиране на същата двигателна програма, която би се активирала, ако всъщност правим скок.

Огледални неврони: как работят?

По този начин, в средата на 90-те години, идеята започва да се утвърждава, че концептуалните представления, отнасящи се до действия (т.е. семантични представяния, което означава) са представени в нашата сензомоторна система ( въплътена познавателна хипотеза или теория за въплътеното познание). По-специално, концепцията за симулация като „процес, чрез който концепциите си припомнят възприятието и двигателните състояния, налични, когато възприемаме и действаме в света“ (Chatterjee, 2010 - стр. 80), се превърна във фокус на изследванията в областта на наблюдението и признаването на действията (преглед: Мартин, 2007; Mahon и Caramazza, 2008; Kiefer и Pulvermüller, 2012). Същата концепция беше използвана за спекулация с други когнитивни области като съпричастност и признаването на емоции (Сполдинг, 2012), теория на ума (Gallese and Goldman, 1998, Schulte-Ruchter et al., 2007), и за естеството на различни разстройства като аутизъм (Dapretto et al., 2005; Oberman et al., 2005; Hadjikhani et al., 2006).

Към днешна дата не всички изследователи споделят тази интерпретация. Дебатът за ролята на този процес на мисловна симулация при разпознаването на действия все още е открит. По-специално възниква въпросът: наистина ли е необходимо да се симулира действие в нашата двигателна система, за да се разбере? Тоест, дали двигателната информация е от съществено значение за разбирането на дадена концепция? Алтернативно: възможно ли е да се разбере значението на дадено действие само с помощта на символично представяне, без приноса на веригата на двигателя, необходим за извършването му? И ако да, къде е това символично представяне в мозъка? Това са ключовите въпроси, които характеризират дебата между двигателната теория и когнитивната теория за разпознаване на действието (до известна степен наслагваща се към въплътената / безплътната когнитивна хипотеза).



Огледални неврони и двигателна теория за разпознаване на действието

Моторната теория за разпознаване на действието е в съгласие с теорията на огледални неврони и следователно с теорията за въплътената когнитивна хипотеза, която гласи, че познанието зависи и от телесните характеристики (в нашия случай информацията, съдържаща се в двигателната система). Тази теория твърди, че способността да разбираме или разпознаваме значението на дадено действие се намира в нашата двигателна система. Както бе споменато по-рано, възможно е да се разпознае действие само ако има симулация на действието, наблюдавано в двигателната система на наблюдателя.

Повечето поведенчески изследвания, цитирани в полза на двигателната теория, се опитват да демонстрират как двигателните представи и концептуалните представи си взаимодействат помежду си и най-вече как първите могат да повлияят на вторите. В експеримент, за да демонстрира, че думите автоматично активират моторното представяне, Глоувър и колеги (2004) показаха на участниците името на голям или малък обект (например ябълка или грозде). Задачата на участниците беше да прочетат името на обекта и веднага след това да достигнат и да хванат целевия обект на масата (хващащо движение). Резултатите показаха, че отварянето на ръката по време на хващащото движение е повлияно от думата, която е била прочетена преди: ако името на голям обект е прочетено, участниците отварят ръката си повече, отколкото когато четат името на обект. малък. Това независимо от размера на целевия обект, който трябваше да вземат. Този експеримент, заедно с много други (Glenberg and Kaschak, 2002; Brass et al., 2001, Craighero et al., 2002; Tucker and Ellis, 2004; Bub et al., 2008) бяха използвани като доказателство, че нашите двигателната система се активира автоматично, когато четем определени думи.

Реклама По-нови проучвания използват транскраниална магнитна стимулация (TMS) да изследва по-пряко ролята на двигателната система при разпознаването на действията. Когато се използва TMS, той пречи на нормалната активност на мозъчната област и това генерира промяна в поведението на участника (Rossini et al., 2015). Обикновено, в зависимост от спазената процедура, може да се наблюдава увеличаване или намаляване на времето за реакция на участника или да се наблюдават вариации в някои електрофизиологични параметри, като например в двигателно предизвиканите потенциали (MEP). Например, ако приложим електрод към мускул на ръката и след това приложим TMS импулс върху моторната област (M1), който контролира ръката, ще наблюдаваме свиване на мускула на ръката. Интензивността на контракцията се променя според кортикалната възбудимост: колкото повече активността на двигателната област е интензивна, толкова по-голяма ще бъде контракцията. MEP следователно е неинвазивна мярка за възбудимостта на кортико-гръбначната система и следователно мярка за чувствителността на M1. Използвайки този метод, е показано, че наблюдението на движението на ръката води до увеличаване на членовете на Европейския парламент в мускула на ръката им (Fadiga and Rizzolatti, 1995; Strafella and Paus, 2002; Maeda et al., 2002) Това означава, че двигателната зона на наблюдателя е била „активна“, докато наблюдава движението и че следователно наблюдението на действията определя модулация на двигателната система.
Други проучвания показват, че M1 е чувствителен не само към наблюдението и изпълнението на действия, но и когато имаме работа с a език свързано с действие (напр. „изключване на светлината“). В експеримент от 2005 г. Бучино и колеги прилагат TMS върху моторната област на ръката или крака на участника, докато участникът слуша фрази, отнасящи се до ръчни действия или включващи използването на краката. По време на стимулацията бяха записани евродепутати. Резултатите показаха, че интензивността на членовете на Европейския парламент на мускула на ръката е различна, когато участниците слушат фрази, съдържащи ръчни действия, в сравнение с това, когато слушат фрази, включващи използването на краката. Наблюдението, че двигателната зона се активира по специфичен начин, когато разбираме действие, беше интерпретирано като доказателство за участието му в семантичното разпознаване на действията и беше използвано в подкрепа на двигателните теории.

Не на последно място, изследванията с функционален магнитен резонанс (fMRI) показват, че стимулите, които се отнасят до двигателни действия (като наблюдение на движение), водят до активиране, наред с други области, на прецентралната извивка (за преглед: Martin, 2007; Puvermuller и Fadiga, 2010).

Важно е обаче да се отбележи, че гореспоменатите проучвания показват известна променливост в резултатите. Например, при изследванията на TMS в лицето на един и същ стимул някои проучвания установяват увеличаване на интензивността на членовете на ЕП, други намаление. И в двата случая резултатът е значителен, но посоката на ефекта е противоположна и поради това е трудно да се сравни или интерпретира (преглед: Papeo et al. 2013). Не само това, fMRI изследванията, цитирани в полза на двигателната теория, показват, че прецентралната извивка (премоторната област) реагира, когато обработваме смисъла на действията, но не е единствената. Много други области са активни, когато наблюдаваме действие (вижте фигура 1). Ролята на останалите области и по-специално на темпоралната кора често се подценява от привържениците на двигателната теория и се свежда до функция на просто визуално-двигателен анализ на ниско ниво.

Огледални неврони от откритието до научния дебат за функционирането на образа

Области, които са част от мрежата за наблюдение на действията (AON). Casper et al., 2010

Огледални неврони и когнитивна теория за разпознаване на действието

Привърженици на т.нар когнитивна теория те предлагат алтернативна представа за това как нашият мозък свързва значения с действия. Ключовият момент на тази хипотеза е, че концептуалните представления се съхраняват в чисто концептуални области, които се намират извън сензомоторната система (Mahon and Caramazza, 2008; Papeo et al., 2009; Hickok, 2009). С други думи, семантичната информация относно действията не зависи от конкретна двигателна програма, но е абстрактна и се намира в немоторни региони.

Както видяхме в предишния параграф, двигателните области реагират по време на задачи, които включват разработване на действия. Рицолати и сътрудници (2001, стр. 610) потвърждават това

действие се разбира, когато наблюдението му предизвиква резонанс в двигателната система на наблюдателя.

Поддръжниците на когнитивната теория не отричат, че има активиране на двигателните области, но те отговарят, че този резонанс може да бъде последица от асоциативна връзка с концептуални области или във всеки случай да има други по-малко специфични функции. Това би означавало, че когато наблюдаваме действие, първо се активира немоторната концептуална област, която съдържа цялата информация, свързана със значението на действието и която ни позволява да разберем действието, и то само във втори момент, чрез асоциативни връзки. , зоната на премотора се активира.

Невропсихологичните проучвания са изследвали последиците от нараняване на лявото полукълбо по време на изпълнение на задачи, при които са били помолени да изяснят смисъла на действията. Ако разпознаването и изпълнението на действие се основават на същия нервен механизъм, както поддържа двигателната теория, тогава и двете умения трябва да бъдат компрометирани, когато двигателните и премоторните нервни структури са повредени (Pazzaglia et al., 2008). Напротив, многобройни проучвания показват двойна дисоциация между признаване на действия и изпълнение на действия (Rumiati et al., 2001; Negri et al., 2007; Kalénine et al., 2010; Urgesi et al., 2014). Това означава, че има пациенти, които не са в състояние да извършат правилно дадено действие, но въпреки това са в състояние да разберат и интерпретират действията на другите (Vannuscorps и Caramazza, 2016) и обратно. Тези открития се движат в обратна посока от тези, които подкрепят чистата теория за боговете огледални неврони . Тези проучвания, изследващи връзката между мястото на нараняване и изпълнението, идентифицирани в темпоралната кора и по-специално в задната медиална темпорална извивка (pMTG) концептуалната област, в която ще се съхранява концептуалната информация за действията.

Този резултат се потвърждава от fMRI проучвания, които не само показват активиране на pMTG по време на обработка на действие, но чрез по-усъвършенствани техники, като многовокселов анализ на шарки (MVPA), показват как окципито-темпоралната кора съдържа по-абстрактна информация. (и следователно представянето на действието, отделено от неговия двигателен компонент), докато прецентралната извивка е информация от по-ниско ниво (като кинематиката на дадено движение, посоката му и т.н ... - Wurm and Oosterhof, 2013; Lingnau, 2015; Wurm et al., 2015). Освен това, в скорошно проучване на TMS беше показано, че смущението на pMTG (разположено в окципитатемпоралната кора) води до прекъсване на процеса на семантично разпознаване на глаголи (Papeo et al. 2014) и нарушаване на връзките между pMTG и премоторната зона.

Огледални неврони: стая за умерени теории

Следователно гореспоменатите изследвания предполагат, че концептуалната информация за действията е абстрактна и е представена в темпоралния лоб, а не в моторните и премоторните области, както се твърди от двигателната теория.

Видяхме как двигателната теория и когнитивната теория за разпознаване на действията се основават на две различни предположения: двигателната теория твърди, че концептуалното съдържание се състои от информацията, която е представена в сензорно-двигателната система и че следователно дейността на огледални неврони от съществено значение е да се разпознае значението на дадено действие. Когнитивната теория, от друга страна, твърди, че концептуалните представи са символични и абстрактни и че те се съхраняват в концептуални области извън сензомоторната система и по-конкретно в окциптотемпоралната кора и че следователно активността на огледалните неврони не е необходима за разпознаване значението на дадено действие. Тези две теории са поставени в две противоположни крайности и едната има тенденция да изключва другата. Между тези две крайности обаче има и други по-умерени теории, които, наклонени повече към едната или другата крайност, се опитват да примирят тези две видения.