Ридзолатти, Галлезе, Фогасси и Фадига - «великолепная четверка», которая изменила в науке очень многое. Открытием зеркальных нейронов и выявлением их возможного скрытого значения мы прежде всего обязаны слаженному сотрудничеству, «химическому сродству» этих четырех нейроспециалистов. Благодаря им в последующие годы даже образованные неспециалисты изменят свои представления о том, как мы, люди, на самом деле воспринимаем мир и действуем в нем, будучи общественными животными.
ЗЕРКАЛА В МОЗГУ
Дьявол в деталях, не так ли? По крайней мере, в нейронауке это, кажется, всегда так, и это определенно так, если речь идет о зеркальных нейронах. Тонкие отличия, которые характеризуют отклик этих нейронов, были выявлены благодаря небольшим вариациям в условиях экспериментов в лабораториях по всему миру и уже затем это открыло двери нашему пониманию. С другой стороны, в исследовательской аппаратуре, использовавшейся в Парме, не было ничего необычного. Применяя классическую методику клеточной нейрофизиологии, Ридзолатти и его сотрудники имплантировали электроды в области F5 мозга макак и регистрировали все электрические изменения - «потенциалы действия» - на поверхности индивидуальных нейронов, в то время как обезьяны выполняли те или иные задания за вознаграждение в виде пищи. По электрической активности в мозгу можно судить о срабатывании данного нейрона в данный момент времени. Нейрон, как мы говорим, «разряжается», кодируя либо сенсорное событие (обезьяна видит объект или действие), либо моторный акт (хватает яблоко), либо когнитивный процесс (запоминает акт хватания). (В рамках старой парадигмы «отдельных ящиков» каждая данная клетка якобы способна кодировать один, и только один из этих трех типов деятельности. Зеркальные нейроны кодируют два из них, уничтожая барьер между восприятием и действием.) С помощью этих электрических разрядов, кроме того, мозговые клетки шлют сигналы друг другу. Даже клетки, расположенные в мозгу далеко друг от друга, способны сообщаться посредством потенциалов действия, если они физически соединены аксонами - длинными клеточными отростками, своего рода «электрическими удлинителями».
Эти классические эксперименты обеспечивают нам доступ к деятельности мозга на самом детальном и тонком - клеточном - уровне и создают очень мелкое пространственное и временное «разрешение». Мы не просто наблюдаем за отдельной клеткой, но следим за ней мгновение за мгновением. Такое исследование дает нам невероятно важную информацию. Поняв механизмы работы мозга наших эволюционных предшественников, мы можем делать заключения о нейронных механизмах в мозгу человека. Подобные эксперименты с макаками, безусловно, инвазивны - связаны с физическим проникновением в мозг. Имплантация электродов требует нейрохирургического вмешательства. Хотя принимаются крайние меры предосторожности, чтобы не причинить вреда или дискомфорта подопытным животным, этически недопустимо проводить такие эксперименты над людьми или человекообразными обезьянами (шимпанзе, гориллами, орангутанами и бонобо). Единственное исключение из этого правила - некоторые неврологические пациенты (большей частью эпилептики), которым электроды вживляют по медицинским показаниям. В таких случаях исследование единичных клеток не нарушает этики и проводится с разрешения пациентов (они почти всегда его дают). Эти исследования, при всей их ограниченности, дали важные результаты, как мы увидим ниже. Вместе с тем сегодня, конечно, поразительные новые методы неинвазивной нейровизуализации - функциональная магнитно-резонансная томография (ФМРТ), магнитоэнцефалография (МЭГ) и другие, которые я опишу в последующих главах, - позволяют осуществлять такие эксперименты с людьми. В сочетании с исследованиями мозга обезьян на клеточном уровне такие возможности принесли результаты и научные догадки, ставшие предметом данной книги.
Говоря об обстоятельствах, сопутствовавших открытию зеркальных нейронов, я упомянул о том, что пармские исследователи составили для себя неплохую картину функционирования моторных клеток во время различных хватательных движений обезьяны. Рассмотрим теперь эти ранние результаты более подробно. Они поистине производят впечатление, начиная с того факта, что моторные клетки разряжаются в течение всего хватательного действия вне всякого соответствия с сокращениями каких-либо конкретных мышц. Что еще более удивительно, часто одна и та же клетка срабатывает при движениях как правой, так и левой кисти и, помимо этого, как я уже сказал выше, при движениях рта. Группа ожидала большей специфичности в картине срабатывания: только левая кисть, только правая, только рот. Ученые увидели, однако, специфичность в другом - в характере хватательного движения. Некоторые нейроны разряжались, лишь когда обезьяна бралась за маленькие предметы двумя пальцами - например, за ручку чашки, используя большой и указательный. Мы называем движение такого типа точным захватом. Другие нейроны в области F5 разряжались, только когда животное брало более крупные предметы - например, хватало чашку всей кистью. В определенном смысле обезьяне не важно, берет она чашку правой рукой или левой, - важнее, как она ее берет. Это странно для нас.