Нейропсихолог Крис Фрит о нейровизуализации, зеркальный нейронах и способности читать мысли других людей
Вместе с Британским Советом в России мы подготовили проект «Британские ученые»,
посвященный истории британской науки. В этой лекции заслуженный
профессор нейропсихологии Университетского колледжа Лондона Крис Фрит
рассказывает о физиологии социального мышления.
Исследования социального мышления появились примерно в конце XX века.
Что самое интересное — это то, что возможность исследовать мозг появилась в это же время. Мне повезло, и я был занят развитием нейровизуализации практически с появления этой области в конце 1980-х годов. Началось все с позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), потом мы стали использовать фМРТ — это два способа, которые и сейчас используются, чтобы посмотреть, как работает человеческий мозг, а также понять, какие части мозга задействуются при выполнении той или иной работы. Я был вовлечен в эти исследования с самого начала и использовал эти технологии для изучения социального мышления. Например, вы можете отправить человека на сканирование, показать ему лица и увидеть, какие части мозга используются, когда он их видит.
Раньше я занимался изучением того, что происходит с мозгом, когда человек видит испуганное выражение лица, и мы обнаружили (другие исследователи тоже это находили), что именно миндалевидное тело, которое находится глубоко в передней височной доле, задействуется в этот момент. И конечно, когда вы видите испуганное выражение лица, вы также боитесь за себя, так что миндалина задействована в восприятии самых разных пугающих вещей, включая испуганные лица. Самое интересное — это то, что миндалина мозга будет работать, даже если вы увидите лицо лишь мельком или если сразу после него продемонстрируется лицо с нейтральным выражением, так что вы не осознаете, что вы видели испуганное лицо, а миндалевидное тело все равно «зажжется». Это было одним из самых важных открытий в изучении физиологических основ социального мышления.
Другим интересным событием этого времени, в котором не участвовали ни я, ни нейровизуализация, стало исследование группы Джакомо Риззолатти в Италии. Они открыли зеркальные нейроны. Зеркальные нейроны — это такие нейроны, которые включаются тогда, когда вы выполняете простые действия, например берете орешек, но эти же нейроны становятся активными тогда, когда вы видите, как кто-то другой так же действует — тоже берет орешек. Именно поэтому они и называются зеркальными: они связаны с тем, что вы делаете, и с тем, что вы воспринимаете. Эти нейроны были обнаружены в мозгу обезьян, в двигательной зоне коры головного мозга (это, кстати, хороший пример открытия, сделанного случайно). Ученые были заинтересованы в исследовании двигательной (моторной) области коры головного мозга. Они показали, что есть нейроны, которые отвечают за точные хватательные движения, такие как это, и есть другие нейроны, которые отвечают за сильные хватательные движения, такие как это. И в области этих нейронов были имплантированы электроды, чтобы можно было изучать их поведение. И однажды во время обеда они заметили, что обезьяна за ними наблюдает, и увидели, что нейроны начали активироваться. Они провели исследование этого и показали, что нейрон реагировал не только тогда, когда обезьяна брала орешек, но и тогда, когда она смотрела на профессора Риззолатти, который брал его. Это исследование оказало огромное влияние на изучение нейронных основ социального мышления.
Когда я работал с нейровизуализацией, мы смогли получить похожие результаты и у человека. Сейчас, конечно, вы не изучаете отдельные нейроны, а изучаете сразу тысячи. Однако это не отменяет того факта, что у человека тоже есть похожая зеркальная система. И она активируется не только в случае с действиями, но и с эмоциями, как я уже говорил раньше в отношении страха. Так что, если вы видите страх, вы чувствуете страх, а если вы видите, как кто-то трогает лицо другого человека, то вы ощущаете эти прикосновения на своем лице тоже — бессознательно, но соответствующая часть мозга активируется — та, которая активируется, когда ваше собственное лицо кто-то трогает. Так что есть очень много таких зеркальных систем.
В первые годы после того, как зеркальные нейроны были открыты, многие исследователи в самом начале преувеличивали возможности этих нейронов. Таким образом, появились два основных вопроса. Во-первых, что делать с так называемой проблемой соответствия, то есть с этим взаимоотношением между выполнением действия и наблюдением за действием? Как действие в визуальной системе может быть преобразовано в реальное действие моторной системы, поскольку между ними нет никаких прямых связей? Зеркальные нейроны нам показывают, что этот процесс происходит, но не объясняют, как мозг это делает. И все очень заинтересовались этим вопросом. Другая проблема была первой реакцией на открытие зеркальных нейронов. Люди начали говорить: «О, вот как мы можем понимать, что на уме у других людей». Или, скажем более просто, когда мы видим действия человека, мы сразу можем определить, какова цель этого человека, почему он это делает. Однако дальнейшие исследования показали, что в жизни все намного сложнее.
Сейчас есть несколько очень интересных попыток решить эти проблемы. Например, одна из попыток решения вопроса о том, какая взаимосвязь существует между наблюдением действия и реальным действием, и одна из современных идей состоит в том, что это делается при помощи ассоциативного обучения — природной способности мозга, о которой говорил еще Павлов. Когда собака слышит звонок, она начинает истекать слюной, и по той же схеме, когда вы видите определенное движение чужой руки, вы начинаете инстинктивно чувствовать, как будет двигаться ваша рука. И конечно, мы постоянно видим, как движутся наши собственные руки, так что мы можем выстроить эту ассоциацию. Маленькие дети проводят очень много времени, размахивая руками перед своими глазами, что, скорее всего, влияет на создание этой ассоциации и создает основу для действия тех самых зеркальных нейронов. Другая проблема — это то, каким образом вы можете определить истинные цели и убеждения человека, просто посмотрев на него. Иногда это называют теорией ума (ментализацией) — способностью к чтению мыслей других людей.
Вернемся к теме нейровизуализации. В одном из ранних исследований, которое мы проводили в конце XX века, мы клали людей в устройство и давали им задачи для решения, включавшие в себя понимание мыслей другого человека. Классическое задание для детей — это задача Салли и Энн, чем занималась моя жена, Ута Фрит. Суть задачи заключается в следующем: вам надо понять, что Салли будет искать вещь в том месте, где, как она считает, эта вещь находится, а не там, где она находится на самом деле. Убеждение — это то, что играет самую важную роль в предсказании чужого поведения. Таким образом, вы можете положить человека в сканер, дать ему решить похожие задачки и увидеть, что определенные области мозга активируются в тот момент, когда вы выполняете такое задание, заставляющее думать о мыслях другого человека, или во время размышления о своих собственных мыслях. Но самое интересное, что это не те области, в которых обычно находятся зеркальные нейроны, а значит, это совсем другая система.
Я должен признаться, что мы до сих пор не знаем, что делают эти области и как они функционируют, но у нас есть мысли на этот счет. Рассмотрим задачу понимания чьих-то намерений из их действий. Простой путь будет такой: вы видите действия другого человека, ваша система зеркальных нейронов активируется и решает, как вы бы поступили в этой ситуации, почему бы вы так поступили, и так вы понимаете цель другого человека. Но тут возникает проблема, которую хорошо отображает история доктора Джекила и мистера Хайда. Доктор Джекил — хороший хирург, помогающий людям, а мистер Хайд — это альтер эго доктора Джекила, и он очень плохой человек, который хочет причинять людям боль.
Таким образом, вы смотрите на человека, который держит в руках скальпель и оперирует пациента, но как вы определите, кто перед вами: злобный мистер Хайд или добрый доктор Джекил? Ответ заключается в том, что у вас изначально должно быть какое-то предположение о том, кого вы видите, или у вас может быть некоторое ожидание относительного того, почему человек делает то, что он делает. Таким образом, вам недостаточно просто видеть действие — необходимо иметь ожидание относительно причины этого действия, чтобы иметь способность предсказать его последующие действия. И если человек делает что-то отличное от того, что вы ожидали, то стоит изменить ваше мнение относительно причин этого действия. Сейчас мы склонны думать, что именно таким образом мозг решает такие проблемы: височно-теменной узел принимает активное участие в мыслительном процессе и, возможно, является той самой областью, определяющей реальные мотивы человека, на которого вы смотрите. Именно эта область начинает действовать особенно активно, когда человек совершает не то действие, которого вы от него ожидаете, — мы называем это ошибкой прогнозирования, которая критична для понимания того, почему человек делает то, что он делает.
Еще один крайне интересный аспект социального мышления и его нервной подоплеки связан с биологическим движением. Биологическое движение — это способность распознавать по очень простым чертам, идет на нас человек или животное, весел человек или грустен. Опять же, одно из ранних исследований с нейровизуализацией заключалось в том, что человека клали в аппарат и показывали ему биологическое движение. И выяснилось, что в этом процессе задействуется конкретная область мозга. Существует хорошо известная область мозга V5, и она заинтересована в движении в целом: все, что двигается, заставит эту область активироваться. Однако есть еще одна область в височной коре, немного выше V5, которая напрямую связана с биологическим движением. Мы считаем, что именно система, воспринимающая биологическое движение, передает информацию системе мозга, ответственной за ментализацию, таким образом создавая кинематическую информацию, благодаря которой вы начинаете думать о том, почему люди поступают так или иначе.
Нейровизуализация оказала большое влияние на исследования социального мышления, потому что она показала, что определенные зоны мозга связаны с определенными видами социального мышления, например с эмоциями. Однако мне кажется, что самым важным открытием являются зеркальные нейроны, потому что многие аспекты социального мышления связаны с имитацией, а эмоции — один из таких аспектов. То есть, когда мы видим определенную эмоцию, мы склонны копировать ее. Если я вижу кого-то с радостным выражением лица, я в определенной мере сам почувствую радость. И многие люди очень оживились от этого, потому что это может быть нейронным субстратом эмпатии.
Исследования социального мышления появились примерно в конце XX века.
Что самое интересное — это то, что возможность исследовать мозг появилась в это же время. Мне повезло, и я был занят развитием нейровизуализации практически с появления этой области в конце 1980-х годов. Началось все с позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), потом мы стали использовать фМРТ — это два способа, которые и сейчас используются, чтобы посмотреть, как работает человеческий мозг, а также понять, какие части мозга задействуются при выполнении той или иной работы. Я был вовлечен в эти исследования с самого начала и использовал эти технологии для изучения социального мышления. Например, вы можете отправить человека на сканирование, показать ему лица и увидеть, какие части мозга используются, когда он их видит.
Раньше я занимался изучением того, что происходит с мозгом, когда человек видит испуганное выражение лица, и мы обнаружили (другие исследователи тоже это находили), что именно миндалевидное тело, которое находится глубоко в передней височной доле, задействуется в этот момент. И конечно, когда вы видите испуганное выражение лица, вы также боитесь за себя, так что миндалина задействована в восприятии самых разных пугающих вещей, включая испуганные лица. Самое интересное — это то, что миндалина мозга будет работать, даже если вы увидите лицо лишь мельком или если сразу после него продемонстрируется лицо с нейтральным выражением, так что вы не осознаете, что вы видели испуганное лицо, а миндалевидное тело все равно «зажжется». Это было одним из самых важных открытий в изучении физиологических основ социального мышления.
Другим интересным событием этого времени, в котором не участвовали ни я, ни нейровизуализация, стало исследование группы Джакомо Риззолатти в Италии. Они открыли зеркальные нейроны. Зеркальные нейроны — это такие нейроны, которые включаются тогда, когда вы выполняете простые действия, например берете орешек, но эти же нейроны становятся активными тогда, когда вы видите, как кто-то другой так же действует — тоже берет орешек. Именно поэтому они и называются зеркальными: они связаны с тем, что вы делаете, и с тем, что вы воспринимаете. Эти нейроны были обнаружены в мозгу обезьян, в двигательной зоне коры головного мозга (это, кстати, хороший пример открытия, сделанного случайно). Ученые были заинтересованы в исследовании двигательной (моторной) области коры головного мозга. Они показали, что есть нейроны, которые отвечают за точные хватательные движения, такие как это, и есть другие нейроны, которые отвечают за сильные хватательные движения, такие как это. И в области этих нейронов были имплантированы электроды, чтобы можно было изучать их поведение. И однажды во время обеда они заметили, что обезьяна за ними наблюдает, и увидели, что нейроны начали активироваться. Они провели исследование этого и показали, что нейрон реагировал не только тогда, когда обезьяна брала орешек, но и тогда, когда она смотрела на профессора Риззолатти, который брал его. Это исследование оказало огромное влияние на изучение нейронных основ социального мышления.
Когда я работал с нейровизуализацией, мы смогли получить похожие результаты и у человека. Сейчас, конечно, вы не изучаете отдельные нейроны, а изучаете сразу тысячи. Однако это не отменяет того факта, что у человека тоже есть похожая зеркальная система. И она активируется не только в случае с действиями, но и с эмоциями, как я уже говорил раньше в отношении страха. Так что, если вы видите страх, вы чувствуете страх, а если вы видите, как кто-то трогает лицо другого человека, то вы ощущаете эти прикосновения на своем лице тоже — бессознательно, но соответствующая часть мозга активируется — та, которая активируется, когда ваше собственное лицо кто-то трогает. Так что есть очень много таких зеркальных систем.
В первые годы после того, как зеркальные нейроны были открыты, многие исследователи в самом начале преувеличивали возможности этих нейронов. Таким образом, появились два основных вопроса. Во-первых, что делать с так называемой проблемой соответствия, то есть с этим взаимоотношением между выполнением действия и наблюдением за действием? Как действие в визуальной системе может быть преобразовано в реальное действие моторной системы, поскольку между ними нет никаких прямых связей? Зеркальные нейроны нам показывают, что этот процесс происходит, но не объясняют, как мозг это делает. И все очень заинтересовались этим вопросом. Другая проблема была первой реакцией на открытие зеркальных нейронов. Люди начали говорить: «О, вот как мы можем понимать, что на уме у других людей». Или, скажем более просто, когда мы видим действия человека, мы сразу можем определить, какова цель этого человека, почему он это делает. Однако дальнейшие исследования показали, что в жизни все намного сложнее.
Сейчас есть несколько очень интересных попыток решить эти проблемы. Например, одна из попыток решения вопроса о том, какая взаимосвязь существует между наблюдением действия и реальным действием, и одна из современных идей состоит в том, что это делается при помощи ассоциативного обучения — природной способности мозга, о которой говорил еще Павлов. Когда собака слышит звонок, она начинает истекать слюной, и по той же схеме, когда вы видите определенное движение чужой руки, вы начинаете инстинктивно чувствовать, как будет двигаться ваша рука. И конечно, мы постоянно видим, как движутся наши собственные руки, так что мы можем выстроить эту ассоциацию. Маленькие дети проводят очень много времени, размахивая руками перед своими глазами, что, скорее всего, влияет на создание этой ассоциации и создает основу для действия тех самых зеркальных нейронов. Другая проблема — это то, каким образом вы можете определить истинные цели и убеждения человека, просто посмотрев на него. Иногда это называют теорией ума (ментализацией) — способностью к чтению мыслей других людей.
Вернемся к теме нейровизуализации. В одном из ранних исследований, которое мы проводили в конце XX века, мы клали людей в устройство и давали им задачи для решения, включавшие в себя понимание мыслей другого человека. Классическое задание для детей — это задача Салли и Энн, чем занималась моя жена, Ута Фрит. Суть задачи заключается в следующем: вам надо понять, что Салли будет искать вещь в том месте, где, как она считает, эта вещь находится, а не там, где она находится на самом деле. Убеждение — это то, что играет самую важную роль в предсказании чужого поведения. Таким образом, вы можете положить человека в сканер, дать ему решить похожие задачки и увидеть, что определенные области мозга активируются в тот момент, когда вы выполняете такое задание, заставляющее думать о мыслях другого человека, или во время размышления о своих собственных мыслях. Но самое интересное, что это не те области, в которых обычно находятся зеркальные нейроны, а значит, это совсем другая система.
Я должен признаться, что мы до сих пор не знаем, что делают эти области и как они функционируют, но у нас есть мысли на этот счет. Рассмотрим задачу понимания чьих-то намерений из их действий. Простой путь будет такой: вы видите действия другого человека, ваша система зеркальных нейронов активируется и решает, как вы бы поступили в этой ситуации, почему бы вы так поступили, и так вы понимаете цель другого человека. Но тут возникает проблема, которую хорошо отображает история доктора Джекила и мистера Хайда. Доктор Джекил — хороший хирург, помогающий людям, а мистер Хайд — это альтер эго доктора Джекила, и он очень плохой человек, который хочет причинять людям боль.
Таким образом, вы смотрите на человека, который держит в руках скальпель и оперирует пациента, но как вы определите, кто перед вами: злобный мистер Хайд или добрый доктор Джекил? Ответ заключается в том, что у вас изначально должно быть какое-то предположение о том, кого вы видите, или у вас может быть некоторое ожидание относительного того, почему человек делает то, что он делает. Таким образом, вам недостаточно просто видеть действие — необходимо иметь ожидание относительно причины этого действия, чтобы иметь способность предсказать его последующие действия. И если человек делает что-то отличное от того, что вы ожидали, то стоит изменить ваше мнение относительно причин этого действия. Сейчас мы склонны думать, что именно таким образом мозг решает такие проблемы: височно-теменной узел принимает активное участие в мыслительном процессе и, возможно, является той самой областью, определяющей реальные мотивы человека, на которого вы смотрите. Именно эта область начинает действовать особенно активно, когда человек совершает не то действие, которого вы от него ожидаете, — мы называем это ошибкой прогнозирования, которая критична для понимания того, почему человек делает то, что он делает.
Еще один крайне интересный аспект социального мышления и его нервной подоплеки связан с биологическим движением. Биологическое движение — это способность распознавать по очень простым чертам, идет на нас человек или животное, весел человек или грустен. Опять же, одно из ранних исследований с нейровизуализацией заключалось в том, что человека клали в аппарат и показывали ему биологическое движение. И выяснилось, что в этом процессе задействуется конкретная область мозга. Существует хорошо известная область мозга V5, и она заинтересована в движении в целом: все, что двигается, заставит эту область активироваться. Однако есть еще одна область в височной коре, немного выше V5, которая напрямую связана с биологическим движением. Мы считаем, что именно система, воспринимающая биологическое движение, передает информацию системе мозга, ответственной за ментализацию, таким образом создавая кинематическую информацию, благодаря которой вы начинаете думать о том, почему люди поступают так или иначе.
Нейровизуализация оказала большое влияние на исследования социального мышления, потому что она показала, что определенные зоны мозга связаны с определенными видами социального мышления, например с эмоциями. Однако мне кажется, что самым важным открытием являются зеркальные нейроны, потому что многие аспекты социального мышления связаны с имитацией, а эмоции — один из таких аспектов. То есть, когда мы видим определенную эмоцию, мы склонны копировать ее. Если я вижу кого-то с радостным выражением лица, я в определенной мере сам почувствую радость. И многие люди очень оживились от этого, потому что это может быть нейронным субстратом эмпатии.
Крис Фрит
Emeritus Professor of Neuropsychology, University College London
