SN grudzien 063

IGdy ludzie mówią: „współczuję”, nie zdają sobie sprawy, jak prawdziwe jest to zapewnienie.

z F5) u małpy, czyli okolic, w których odkryliśmy neurony lustrzane.

Te zachęcające wyniki przemawiały za istnieniem mechanizmu lustrzanego także w ludzkim mózgu, lecz nie ujawniły w pełni zakresu jego działania. Na przykład jeżeli neurony lustrzane pozwalają bezpośrednio rozumieć obserwowaną czynność poprzez jej doświadczanie, to czy cel działania jest również elementem tego „rozumienia”?

Nie bez celu

wróćmy do przykładu z Johnem i Mary. John wie, że Mary zrywa kwiat i że zamierza mu go podarować. Uśmiech Mary' był kontekstową wskazówką intencji i to wystarcza do zrozumienia całego działania, ponieważ wręczenie kwiatu kończy serię ruchów' tworzących pewną całość.

Gdy sami wykonujemy taki gest, jest on rzeczywiście sekwencją ruchów, która określa ogólny zamiar: nieco innym ciągiem ruchów jest zerwanie kwiatu i powąchanie go, a nieco innym podniesienie go i podanie drugiej osobie. Dlatego nasz zespół postanowił zbadać, czy neurony lustrzane umożliwiają rozumienie intencji, rozróżniając działania podobne, lecz o odmiennym celu.

Powróciliśmy zatem do rejestrowania aktywności neuronów w płatach ciemieniowych małp w rozmaitych warunkach. W pewnej grupie doświadczeń zadanie małpy polegało na chwyceniu pokarmu i włożeniu go do ust, a następnie na chwyceniu drugiego kawałka i włożeniu go do pojemnika. Większość neuronów, których aktywność rejestrowaliśmy, już na etapie chwytania wyładowywała się odmiennie w' obu tych sytuacjach, różniących się przecież tylko celem działania. To oznacza, że układ ruchowy zorganizowany jest w łańcuchy neuronalne, z których każdy koduje określoną intencję czynności. Czy to ten mechanizm odpowiada za nasze rozumienie cudzych zamiarów?

Sprawdziliśmy więc te same „neurony chwytania” pod kątem ich lustrzanych właściwości w sytuacji, gdy małpa obserwowała badacza powtarzającego czynności poprzednio wykonywane przez nią [ramka na stronie 49], Za każdym razem aktywność większości neuronów lustrzanych była inna, gdy badacz wkładał jedzenie do ust, a inna, gdy odkładał do pojemnika. Schematy wyładowań w mózgu małpy zgadzały się z tymi, które zarejestrowaliśmy, kiedy małpa sama wykonywała zadania - te neurony lustrzane, których wyładowania były najsilniejsze podczas chwytania-by-zjeść, a nie c h wy t a n i a - by-w (ożyć, zachowywały się tak samo, gdy małpa widziała badacza wykonującego analogiczne czynności.

Wygląda więc na to, że istnieje bezpośredni związek między organizacją ruchow'ą czynności intencjonalnych a zdolnością rozumienia cudzych zamiarów. Kiedy małpy obserwowały jakąś czynność w określonym kontekście, wystarczyło, że zobaczyły początek pełnego ruchu, by uruchomił się łańcuch wyładowań neuronów lustrzanych, kodujący również właściwą intencję. To, który łańcuch się uaktywniał podczas obserwacji tej początkowej fazy ruchu, zależało od wielu czynników, m.in. rodzaju przedmiotu, jakim się posługiwano, kontekstu, oraz tego, co małpa zapamiętała z obserwowanych wcześniej działań.

Chcąc sprawdzić, czy podobny mechanizm odczytywania intencji istnieje u ludzi, nawiązaliśmy współpracę z Markiem Iacobonim i jego współpracownikami z University of California w Los Angeles, by przeprowadzić obrazowanie mózgu ochotników za pomocą czynnościowego rezonansu magnetycznego (fMRI - functional magnetic resonance imaging). Uczestnikom badań zaprezentowano nagrania wideo z trzema rodzajami bodźców. Pierwsze pokazywało na pustym tle rękę chwytającą kubek kolejno na dw'a różne sposoby. W drugim filmie były dwie sceny z talerzami i sztućcami - w jednej przedmioty ułożone były tak, jakby właśnie nakryto do podwieczorku, w drugiej - jakby czekały na sprzątnięcie po posiłku. W trzecim sceny z talerzami stawały się tłem (kontekstem) dla ręki sięgającej po filiżankę.

Chcieliśmy ustalić, czy ludzkie neurony lustrzane odróżniają chwytanie--by-pić, sugerowane przez kontekst „poczęstunek”, od chwytania-by-za-brać, jakie zapowiadał kontekst „po herbacie”. Nasze wyniki pokazały nie tylko, że odróżniają, ale też, że reakcja systemu neuronów lustrzanych na czynniki intencjonalne jest silna. Jego aktywność była inna, gdy badani obserwowali ruchy ręki w kontekście „poczęstunek”, inna zaś w kontekście po „herbacie”. W obu tych sytuacjach neurony lustrzane były bardziej pobudzone, niż gdy badani widzieli tylko chwytanie kubka (bez kontekstu) lub patrzyli jedynie na nakrycie stołu [ramka na sąsiedniej stronie].

Biorąc pod uwagę, że ludzie i większość małp to istoty społeczne, łatwo zauważyć wzrost szansy na przetrwanie, jaki daje zdolność bezpośredniego i natychmiastowego rozumienia cudzych intencji bez angażowania skomplikowanej maszynerii poznawczej, co właśnie zapewnia mechanizm oparty na neuronach lustrzanych, który niejako dokonuje przekładu podstawowych ruchów na sieć ruchowo-semantyczną. W życiu społecznym równie ważne jak dostrzeganie intencji jest rozumienie cudzych emocji; często są one kluczowym elementem kontekstu, wskazującym intencję działania. Dlatego wraz z innymi grupami badaczy sprawdzali-

GIACOMO RIZZOLATTI, LEONARDO FOGASSI i VITTORIO GALLESE pracują razem w Universita degli Studi di Parma we Włoszech, gdzie Fogassi i Galiese są adiunktami w Zakładzie Neuronauk kierowanym przez Rizzolattiego. Na początku lat dziewięćdziesiątych po raz pierwszy pokazali oni, że w układzie ruchowym w mózgu małpy i człowieka istnieją neurony mające „lustrzane” właściwości. Od tamtej pory prowadzą badania neuronów lustrzanych u obu gatunków oraz roli całego układu ruchowego w procesach poznawczych. Często współpracują z wieloma innymi naukowcami w Europie i Stanach Zjednoczonych, zajmującymi się zasięgiem działania i funkcją systemu lustrzanego u ludzi i zwierząt.

GRUDZIEŃ 2006 ŚWIAT NAUKI 43