СЮРПРИЗЫ МОЗГА
Последние пятнадцать лет я живу в Лос-Анджелесе и работаю в своей лаборатории Калифорнийского университета в этом городе, но моя фамилия подсказывает, что самое подходящее место, чтобы начать эту историю, - Италия, и я рад сообщить, что она начинается именно там, точнее, в небольшом красивом городе Парме, знаменитом своей легендарной едой (особенно пармской ветчиной и сыром пармезан) и музыкой. Теперь мы можем добавить к перечню знаменитых на весь мир статей пармского экспорта и нейронауку: ведь именно в здешнем университете группа нейрофизиологов, возглавляемая моим другом Джакомо Ридзолатти, впервые обнаружила зеркальные нейроны.
Ридзолатти и его сотрудники работают со свинохвостыми макаками Масаса nemestrina - обезьянами, которых часто используют для опытов нейроспециалисты всего мира. Эти макаки очень послушны, в отличие от своих более знаменитых родичей - резусов, которые весьма склонны к соперничеству и ведут себя как альфа- самцы (даже если они самки). Исследуя обезьян в лабораториях, подобных лаборатории Ридзолатти, ученые исходят из предположения, что полученные результаты помогут пониманию человеческого мозга, который, согласно широко распространенному мнению, является самым сложным объектом в известной нам вселенной. Это мнение небезосновательно: ведь наш мозг содержит примерно 100 миллиардов нейронов, каждый из которых может взаимодействовать с тысячами и даже десятками тысяч других нейронов. Элементами, обеспечивающими взаимодействие нейронов, являются синапсы, количество которых поразительно. Отличительным признаком мозга млекопитающих является наличие «новой коры» (неокортекса) - эволюционно наиболее «молодой» структуры нашего мозга. Основной исходный пункт для научных построений таков: хотя объем мозга макак составляет примерно четверть от объема нашего мозга и неокортекс у них тоже намного меньше человеческого, нейроанатомы, как правило, согласны с тем, что, несмотря на эту разницу, строение неокортекса у макак и людей более или менее сходное.
Группа Ридзолатти в Парме исследовала в мозге макак так называемую «область F5», расположенную в премоторной коре - обширной зоне, составляющей часть неокортекса и отвечающей за планирование, выбор и совершение действий. Область F5 содержит миллионы нейронов, отвечающих за «кодирование» одного специфического вида моторного поведения - кистевых действий руки, включая хватание, удерживание, разрывание и, что самое главное, поднесение объектов (еды) ко рту. Для каждой макаки, как и для всех приматов, это самые базовые, сущностно важные действия. Мы, представители вида Homo sapiens, беремся за предметы и совершаем с ними манипуляции весь день - с того момента, как нащупываем кнопку на будильнике, до той минуты восемнадцать часов спустя, когда поправляем подушку перед сном. В целом мы совершаем за день сотни, а то и тысячи хватательных действий. Именно поэтому группа Ридзолатти выбрала для самого детального изучения область F5. Все нейроспециалисты исследуют работу мозга ради теоретического понимания, но мы вместе с тем преследуем и практические цели - в частности, возможные открытия, способные привести к разработке новых методов лечения болезней. Выявление нейрофизиологических механизмов моторного контроля мозга макаки за ее кистью может в итоге помочь хотя бы частичному восстановлению кистевых функций у людей с повреждениями мозга.
Благодаря кропотливой экспериментальной работе группа Ридзолатти существенно продвинулась в понимании функционирования моторных мозговых клеток обезьян во время их различных хватательных действий (эти клетки потому называются моторными, то есть «двигательными», что они расположены в начале цепочки, управляющей мышцами тела). И вот в один прекрасный день, примерно двадцать лет назад, нейрофизиолог Витторио Галлезе ходил по лаборатории во время перерыва в эксперименте. Обезьяна спокойно сидела на стуле, дожидаясь очередного задания. И вдруг Витторио, потянувшись за чем-то - он не помнит, за чем именно, - уловил вспышку активности со стороны компьютера, подсоединенного к электродам, которые были хирургическим путем имплантированы в мозг обезьяны. Непривычному уху эта активность могла бы показаться хаотическим шумом; но для уха опытного нейроспециалиста она означала электрический разряд из интересующей его клетки в области F5. Витторио мгновенно подумал, что это странная реакция. Обезьяна сидела себе тихо, не намереваясь ничего хватать, и тем не менее этот нейрон, связанный с хватательными действиями, сработал.