Переоблучение исказило науку о зеркальных нейронах | Журнал Кванта

Летом 1991 года нейробиолог Витторио Галлезе изучал, как движение представляется в мозгу, когда заметил что-то странное. Он и его научный руководитель Джакомо Риццолатти из Пармского университета отслеживали, какие нейроны становятся активными, когда обезьяны взаимодействуют с определенными объектами. Как уже заметили ученые, одни и те же нейроны срабатывают, когда обезьяны либо замечают предметы, либо берут их в руки.

Но затем нейроны сделали то, чего исследователи не ожидали. Перед формальным началом эксперимента Галлезе схватил предметы, чтобы показать их обезьяне. В этот момент активность резко возросла в тех же нейронах, которые сработали, когда обезьяна схватила предметы. Это был первый случай, когда кто-либо наблюдал, как нейроны кодируют информацию как о действии, так и о другом человеке, выполняющем это действие.

Эти нейроны напомнили исследователям зеркало: действия, которые наблюдали обезьяны, отражались в их мозгу через эти своеобразные двигательные клетки. В 1992 году Галлезе и Риццолатти впервые описал ячейки в журнале Экспериментальные исследования мозга а затем в 1996 году назвал их «зеркальные нейроны» в Мозг.

Исследователи знали, что нашли что-то интересное, но ничто не могло подготовить их к реакции остального мира. В течение 10 лет после открытия идея зеркального нейрона стала редкой нейробиологической концепцией, захватившей воображение общественности. С 2002 по 2009 годы учёные разных дисциплин присоединились к популяризаторам науки, сделав эти клетки сенсационными, приписав им больше свойств, чтобы объяснить такие явления. сложное человеческое поведение as сопереживание, альтруизм, обучение, подражание, аутизм и речь.

Затем, почти так же быстро, как зеркальные нейроны завоевали популярность, закрались научные сомнения в их объяснительной силе. Через несколько лет эти клетки-знаменитости были отправлены в ящик слишком обещанных, но недостаточно реализованных открытий.

Тем не менее, первоначальные экспериментальные результаты все еще остаются в силе. Нейроны премоторной коры и связанных с ней областей мозга ведут себя зеркально. Даже если зеркальные нейроны не могут объяснить обширные категории человеческого опыта, они «живы и здоровы», сказал Галлезе. Теперь новое поколение социальных нейробиологов возобновляет работу над заброшенными клетками, чтобы исследовать, как нейроны с зеркальными свойствами по всему мозгу кодируют социальное поведение.

Взлет и падение

Поначалу зеркальные нейроны удивляли еще и тем, что они были совершенно неуместны. В области мозга, отвечающей за планирование движений, находились клетки с уникальными свойствами, которые реагировали на восприятие. Помимо этого, исследователи из Пармы интерпретировали свои результаты как свидетельство так называемого «понимания действий» в мозге: они утверждали, что обезьяны могут интуитивно понимать, что делает другой человек, и что эта интуиция реализуется в одной клетке.

Таким образом, зеркальный нейрон был «немедленно доступным способом объяснения гораздо более сложного механизма», сказал он. Лука Бонини, профессор психобиологии Пармского университета, не принимавший участия в первоначальном исследовании. Воодушевленные этой интерпретацией, исследователи начали проецировать «понимание» на любое количество клеток, которые казались зеркальными.

Восторженные фанфары исказили исследование зеркальных нейронов и разрушили карьеру исследователей. В начале 2000-х годов учёный-когнитивист Грегори Хикок из Калифорнийского университета в Ирвайне обнаружили, что нейроны в двигательных областях мозга, связанных с производством речи, активизировались, когда участники слушали речь. Хотя это не было шокирующим открытием — «именно так работает система», — сказал Хикок, — другие ученые начали рассматривать его результаты через линзу зеркальных нейронов. Он знал, что эта теория неприменима к его работе. Третьи предположили, что когда слушатели воспринимают речь, нейроны моторной коры «отражают» то, что они слышат.

Чтобы отогнать энтузиастов зеркальных нейронов, Хикок в начале своих исследовательских докладов начал заявлять, что его работа не имеет ничего общего с зеркальными нейронами — выбор, который непреднамеренно поставил его в центр дебатов. В 2009 году главный редактор журнала Журнал когнитивной нейронауки пригласил Хикока написать критика теории. Он использовал речь в качестве тестового примера, чтобы опровергнуть грандиозное утверждение о том, что зеркальные нейроны в моторной коре позволяют обезьяне понимать действия другого человека. Если, утверждал Хикок, существует единый нейронный механизм, который кодирует выполнение действия и понимание этого действия, то повреждение этого механизма должно предотвратить возникновение обоих. Хикок собрал досье исследований, показывающих, что повреждение речевых зон не нарушает понимания речи. Данные, писал он, «недвусмысленно демонстрируют, что теория зеркальных нейронов восприятия речи неверна в любой строгой форме».

Широко цитируемая критика привела к книга сделка а в 2015 году приглашение публично обсуждать Галлезе в Центре разума, мозга и сознания Нью-Йоркского университета. Впервые выйдя на сцену, эта пара была дружескими соперниками: два выдающихся ученых обменивались конкурирующими точками зрения с легкими поддразниваниями, после чего улыбки за пивом.

Хотя эта конфронтация была дружеской, негативной реакции на ажиотаж вокруг зеркальных нейронов в целом не было. Сегодня Галлезе по-прежнему удивляется «жесткости», с которой он столкнулся в научном сообществе. «Я не думаю, что кто-то еще подвергался такому пристальному вниманию, как мы», — сказал он. И влияние на изучение этих клеток мозга было глубоким. За годы, прошедшие после дебатов в Нью-Йоркском университете, зеркальные нейроны упал из научного дискурса. В 2013 году, на пике ажиотажа, ученые опубликовали более 300 статей со словом «зеркальный нейрон» в названии. К 2020 году это число сократилось вдвое и составило менее 150.

Зеркальный нейрон, новое определение

Этот эпизод представляет собой тематическое исследование того, как энтузиазм вокруг определенных идей может изменить ход их исследований. Галлезе объяснил снижение количества исследований зеркальных нейронов коллективным страхом и самоцензурой. «[Исследователи] боятся, что если они поднимут тег «зеркальные нейроны», статья может быть отклонена», – сказал он.

В результате исследователи приняли другую терминологию — например, «сеть активации действий» — для объяснения зеркальных механизмов в мозге. Термин «зеркальный нейрон» также стал неясным. Вначале его определение было ясным: это двигательная клетка, активирующаяся во время движения, а также во время восприятия того же или подобного движения. Однако, когда исследователи начали использовать этот термин для объяснения социальных явлений, определение стало громоздким до такой степени, что оно стало «непроверяемой теорией», сказал Хикок.

Сегодня, после периода охлаждения, социальные нейробиологи извлекают клетки из биологической грязи. Заглянув за пределы двигательных областей мозга, они обнаружили то, что подозрительно похоже на зеркальные нейроны. В прошлом году команда Стэнфордского университета сообщили в Ячейка открытие нейронов, отражающих агрессию у мышей. Этот набор клеток активировался как тогда, когда мышь вела себя агрессивно, так и когда она наблюдала, как другие дерутся. Поскольку клетки становились активными в обоих контекстах, исследователи предположили, что это зеркальные нейроны.

«Это был первый пример, демонстрирующий существование зеркальных нейронов в сложных социальных областях мозга», — сказала Эмили Ву, доцент кафедры неврологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, которая не участвовала в исследовании.

Это открытие добавляет растущий объем доказательств что нейроны за пределами премоторной коры обладают зеркальными свойствами, когда два животных социально взаимодействуют. Эти же самые клетки срабатывают во время личных действий или эмоции и в ответ на то, что другие испытывают тот же опыт.

Технически, по первоначальному определению, эти клетки не являются зеркальными нейронами, сказал Хикок: Зеркальные нейроны — это двигательные клетки, а не социальные клетки. Однако Ву не беспокоит определения. Вместо того, чтобы спорить о том, что является зеркальным нейроном, а что нет, она считает, что более важно каталогизировать функциональные зеркальные свойства, которые характеризуют клетки, где бы они ни находились в мозге.

Целью было бы описать, насколько широко распространены эти нейроны и как на электрофизиологическом уровне они ведут себя уникальным образом. Поступая таким образом, эти ученые рассеивают шумиху вокруг того, чтобы увидеть эти клетки такими, какие они есть на самом деле.

Коррекция: Апрель 2, 2024
Предложение было изменено, чтобы уточнить, что Ву лично не занимается каталогизацией зеркальных нейронов.