Slajd 2 (neuron)
Jak skończy się ta historia?
Slajd 3
Czy odbywa się to na drodze bardzo szybkiego procesu wnioskowania i analizy logicznej?
Do niedawna większość neurofizjologów odpowiedziałaby właśnie w ten sposób.
Ale ponieważ zdolność rozpoznawania zamiarów leży u podstaw zachowań społecznych, długotrwały proces analityczny nie leżałby w interesie poszczególnych osobników.
Musiała istnieć prostsza i efektywniejsza droga bezpośredniego odbioru informacji o intencjach i działaniach innych.
Slajd 4
Takie rozważania doprowadziły neurofizjologów do rozpoczęcia badań poszukujących w naszym mózgu struktur odpowiedzialnych za „współodczuwanie” z innymi, pojawianie się w naszych strukturach neuronalnych pobudzeń analogicznych do obserwowanych u innych.
Slajd 5 (małpy + logo)
Na początku lat dziewięćdziesiątych grupa badawcza z Universita degli Studi di Parma we Włoszech, pod przewodnictwem Leonarda Fogassi, prowadząc badania na małpach, odkryła w ich mózgach klasę niezwykłych neuronów-neurony lustrzane. Są to niezwykłe komórki w naszym mózgu odzwierciedlające cudze działania, intencje i emocje.
Slajd 6
Uaktywniały się one, gdy zwierzę wykonywało proste czynności ruchowe mające określony cel, na przykład chwytanie owoców. Ku wielkiemu zaskoczeniu naukowców, te same neurony aktywowały się również, gdy zwierzę jedynie obserwowało wykonywanie identycznej czynności.
Slajd 7
Od tego momentu rozpoczęto szczegółowe badania kory ruchowej mózgu, konkretnie zaś obszaru F5 (brzuszna kora przedruchowa), który związany jest z ruchami dłoni i ust. By określić w jaki sposób w neuronach lustrzanych zakodowane są wzory poszczególnych czynności, rejestrowano aktywność pojedynczych komórek mózgu w rozmaitych warunkach. Grupą doświadczalną były makaki, ze względu na bardzo podobną do człowieka organizację ośrodkowego układu nerwowego.
Slajd 8
Rozumienie czynności
Badacze chciane się dowiedzieć jak polecenia wykonania określonych czynności są kodowane w postaci wzorów wyładowań neuronów. W tym celu rejestrowano aktywność pojedynczych komórek w mózgu makaków. W pierwszych testach zarejestrowano silne pobudzenie neuronu w okolicy F5 kory przedruchowej gdy małpa chwytała z talerza rodzynkę. Ten sam neuron gwałtowanie zareagował również wtedy gdy po rodzynkę sięgał obserwowany przez małpę badacz. Czynność wykonywana przez jedną osobę aktywuje w mózgu obserwatora zespoły neuronów ruchowych odpowiedzialnych za takie samo działanie. Dzięki mechanizmom odzwierciedlającym niemal namacalnie odczuwa on co robi pierwsza osoba.
Slajd 9
Pojmowanie intencji
W jednym z wielu eksperymentów zadanie małpy polegało na chwyceniu owocu i włożeniu go do ust, a następnie chwyceniu drugiego kawałka i umieszczeniu go w pojemniku. Większość obserwowanych neuronów już na etapie chwytania wyładowywała się odmiennie w obu tych sytuacjach ( reakcja była silniejsza, gdy małpa chwytała owoc by go zjeść). Te same „neurony chwytania” sprawdzono pod kątem ich lustrzanych właściwości, w czasie, gdy małpa obserwowała badacza powtarzającego czynności poprzednio wykonywane przez nią. Schematy wyładowań w mózgu małpy zgadzały się z tymi, które zarejestrowano, kiedy małpa sama wykonywała zadania. We wszystkich przypadkach reakcje były związane z czynnością chwytania, co sugeruje, że już początkowa aktywacja neuronu kodowała zrozumienie ostatecznej intencji ruchu. W neuronach lustrzanych istnieje, więc, niejako wzorzec z sekwencjami ruchowymi odpowiedzialnymi za konkretne czynności. Uruchamia się on automatycznie bez potrzeby szczegółowego analizowania czynności.
Slajd 10
Różne rozdziały neuronów reagują w inny sposób na czynności chwytanie-by-zjeść i chwytanie-by-włożyć. Rozdział 67 zmienia się w czasie chwytania-by-zjeść, jednak w czynności chwytania-by-włożyć praktycznie brak pobudzeń. W rozdziale 161 jest odwrotne zachowanie neuronów. Ten neuron był bardzo pobudzony w czynności chwytania-by-włożyć, a słabo w chytanie-by-zjeść. W końcu na poziomie 158 nie widzimy żadnych różnic w intensywności wyładowań.
Slajd 11
Rozpoznawanie celu
Neuron lustrzany w okolicy F5 reagował serią wyładowań gdy małpa obserwował rękę badacza poruszającą się by chwycić przedmiot(1), ale nie wtedy gdy w zasięgu ręki nie było żadnego przedmiotu. (2)Również wtedy gdy małpa nie mogła widzieć samej czynności chwytania ale wiedziała, że za zasłoną ukryty jest przedmiot, neuron reagował na celowy ruch ręki sięgającej za zasłonę.(3) Gdy małpa wiedziała, że za zasłoną nic nie ma badany neuron słabo odpowiadał za ruch ręki (4).
Slajd 12
Widok kogoś przeżywającego emocje może uruchomić proces rozumowania w wyniku którego może dojść do bezpośredniego rzutowania informacji zmysłowych na struktury ruchowe co spowoduje doświadczenie tych emocji przez obserwatora. Modelowym przykładem jest uczucie wstrętu, które pobudzało podobne części mózgu zarówno wtedy gdy ochotnicy doświadczali tej emocji osobiście czując nieprzyjemną woń, jak i wtedy gdy oglądali film pokazujący kogoś zdegustowanego zapachem. Obserwatora i obserwowanego łączy istnienie takie samego mechanizmu neuronalnego który umożliwia pewnego rodzaju bezpośrednia, oparte na doświadczeniu rozumienie.
Slajd 13
Świat w rozbitym lustrze
W sferze kliniki badania dotyczące neuronów lustrzanych dotykają w bezpośredni sposób autyzmu, którego przecież najistotniejsza cechą jest brak odzwierciedlenia emocji oraz nieumiejętność nawiązania efektywnego kontaktu z otaczającym światem. Dziecko nie patrzy w oczy rozmówcy, starannie unika jego wzroku, wierci się kołysze w przód i w tył, a czasem uderza głową w ścianę. Autystyczne dzieci, jaki i dorośli mnóstwo czasu poświęcają zupełnie nieistotnym drobiazgom (stąd autyzm czasami = geniusz), a ważne ignorują ważne informacje ze świata zewnętrznego. Bardzo upośledzone jest rozumienie struktur językowych jak przenośnie i abstrakcyjne metafory.
Slajd 13
Dobrym przykładem jest tzw. Efekt Buba-kiki:
Dwa kształty jeden okrągły drugi ostrokątny. Prosimy badanych o przyporządkowanie „który z nich jest Buba, a który Kiki?” 98% badanych odpowiada że kształt okragły to Buba, a ostrokątny to Kiki, co ciekawe jest to niezależne od języka jakim mówią. Dzieci autystyczne wypadają w tym teście bardzo słabo.
Osoby dotknięte autyzmem wykazują tez skrajną niechęć do pewnych dźwięków. Jest to zaburzenie rozwojowe, które w USA dotyczy ok. 0,5% dzieci. Od momentu opisania schorzenia w latach 40-tych XX wieku wciąż nieznane są jego bezpośrednie przyczyny. Wiadomo, że podatność na chorobę jest dziedziczna, choć pewną rolę odgrywają czynniki środowiskowe. Istniało kilka teorii próbujących wyjaśnić patogenezę autyzmu m.in. dopatrywanie się charakterystycznych zmian w móżdżku, teoria o niezdolności konstruowania „cudzych umysłów” i inne. Obecnie obiecujące wydaje się uwzględnienie obecności neuronów lustrzanych.
Slajd 14
Pewne doświadczenie pomogło zobrazować związek pomiędzy tymi kwestiami. !!Film jak tło wypowiedzi - bez dźwięku.
Badając fale mózgowe w czasie zapisu EEG, pewien składnik tych fal zwany falami μ zostaje każdorazowo zablokowany podczas wykonywania świadomego ruchu mięśni, np. otwierania i zamykania dłoni. Co ciekawe fale te zanikają również kiedy badana osoba obserwuje kogoś innego wykonującego tę czynność. Badając w ten sposób reprezentatywną grupę dzieci z autyzmem obserwowano zanik fal μ tylko w przypadku bezpośredniego wykonywania czynności, podczas obserwacji innych osób tłumienie fal μ nie miało miejsca. Wniosek, jaki wyciągnięto z eksperymentu dotyczył wadliwego funkcjonowania systemów lustrzanych.
Istnieją też prace dotyczące wykorzystania specyficznych neuroprzekaźników do pobudzenia neuronów lustrzanych- np. MDMA (metylenodioksymetamfetamina), popularne ecstasy. Jednakże w pełni skuteczna terapia dla dzieci autystycznych nawet, jeśli będzie związana z zagadnieniem neuronów lustrzanych wciąż pozostaje zadaniem przyszłości.
Slajd 15
W mózgu małpy i człowieka znajdują się neurony reagujące wzrostem aktywności zarówno na osobiste wykonywanie jakiejś czynności, jak i na widok jej wykonywania przez innych.
Te `neurony lustrzane' zapewniają bezpośrednie, wewnętrzne odczucie, a tym samym rozumienie cudzych działań, intencji, emocji.
Neurony lustrzane mogą również stanowić podstawę uczenia się przez naśladowanie cudzych działań a mechanizm lustrzany- pomost, zapewniający wielopoziomową komunikację między różnymi osobami.
Neurony lustrzane odgrywają istotną rolę w oddziaływaniach społecznych, dysfunkcja ich działania może tłumaczyć niektóre najważniejsze objawy autyzmu np. izolację i brak empatii.
Badania pacjentów autystycznych wykazały brak aktywności neuronów lustrzanych w kilku rejonach mózgu. Być może leczenie przywracające tę aktywność złagodziłoby niektóre objawy choroby.