10753 SN grudzien 069

PRZEDNIA CZĘŚĆ ZAKRĘTU OBRĘCZY Regulowanie empatii i innych emocji

ZAKRĘT CZOŁOWY DOLNY Kierowanie ruchami ciała i ocena zamiarów

ZAKRĘT KĄTOWY Rozumienie znaczenia słów i łączenie informacji czuciowej

WYSPA Uczestniczy w odpowiedziach bólowych i wstrętu

Pień mózgu

Móżdżek

Ludzie autystyczni mają obniżoną aktywność neuronów lustrzanych w zakręcie czołowym dolnym, tj. części kory przedruchowej mózgu, co może tłumaczyć ich niezdolność do oceny zamiarów innych osób. Zaburzenia działania neuronów lustrzanych w wyspie i korze przedniej części obręczy mózgu mogą być przyczyną pokrewnych objawów, na przykład braku empatii, a niedobory w zakręcie kątowym powodować trudności językowe. Autystycy mają również zmiany strukturalne w móżdżku i pniu mózgu.

dzięki mentalnej symulacji ich działań. U małp rola tych neuronów prawdopodobnie jest ograniczona do przewidywania prostych działań celowych, ale u ludzi układ neuronów lustrzanych mógł wykształcić zdolność do interpretowania bardziej złożonych intencji.

Późniejsze badania dowiodły obecności neuronów lustrzanych także w innych częściach ludzkiego mózgu, w tym w korze obręczy i wyspy. Wykazały także, że te komórki mogą uczestniczyć w empatycznych reakcjach emocjonalnych. Badając korę przedniej części zakrętu obręczy u czuwających ludzi, naukowcy odkryli, że w pewnych neuronach, które zwykle uaktywniają się w odpowiedzi na ból, potencjał czynnościowy pojawia się także, gdy badany widzi cierpienie innego człowieka. Neurony lustrzane mogą również odgrywać jakąś rolę w naśladowaniu, umiejętności, która u wielkich małp człekokształtnych występuje w szczątkowej postaci, ale jest

ANATOMIA AUTYZMU

świetnie rozwinięta u ludzi. Skłonność do naśladowania musi być przynajmniej częściowo wrodzona. Andrew Meltzoff z University of Washington wykazał, że noworodek, któremu pokazuje się język, odpowiada tym samym. Ponieważ nie widzi on własnego języka, oznacza to, że nie może wykorzystać wzrokowego sprzężenia zwrotnego i mechanizmów korekty błędu, aby się takiej czynności nauczyć. A więc w jego mózgu musi istnieć zaprogramowany mechanizm służący do zma-powania wyglądu matczynej twarzy (czy jest to mina z wysuniętym językiem, czy uśmiech) na neurony zawiadujące ruchem.

Rozwój umiejętności językowych w dzieciństwie również wymaga pewnych zmian w mapowaniu między różnymi częściami mózgu. Aby naśladować słowa matki lub ojca, mózg dziecka musi przetworzyć sygnały słuchowe obrabiane w odpowiednich ośrodkach kory skroniowej na rozkazy do mięśni kontrolujących aparat mowy, wychodzące z kory ruchowej. Nie wiadomo, czy neurony lustrzane są bezpośrednio zaangażowane w tę czynność, ale jest oczywiste, że odzwierciedlanie lub jakiś analogiczny proces musi zachodzić. Wreszcie neurony lustrzane mogą pozwalać ludziom widzieć samych siebie takimi, jakimi widzą ich inni, a to zapewne ma kluczowe znaczenie dla samoświadomości i introspekcji.

Stłumione fale

czy zwierciadła umysłu mają coś wspólnego z autyzmem? Pod koniec lat dziewięćdziesiątych nasz zespół w UCSD zauważył, że funkcje, których zaburzenia są cechą autyzmu, są realizowane prawdopodobnie właśnie przez neurony lustrzane. Jeżeli ich układ bierze udział w interpretowaniu złożonych zamiarów, to jego defekt mógłby tłumaczyć najbardziej uderzającą cechę autyzmu: brak umiejętności społecznych. Inne, jak brak empatii, deficyty mowy, słabe umiejętności naśladowcze itp., także są objawami, których należałoby się spodziewać w przypadku dysfunkcji neuronów lustrzanych. Grupa Andrew Whittena z University of St. Andrews w Szkocji wysunęła ten postulat mniej więcej w tym samym czasie, co my, ale jego pierwsze doświadczalne potwierdzenie pochodzi z naszego laboratorium i zostało uzyskane we współpracy z Erikiem L. Altschulerem i Jaime’em A. Pinedą z UCSD.

Aby wykazać dysfunkcję neuronów lustrzanych u dzieci autystycznych, musieliśmy znaleźć sposób monitorowania aktywności ich komórek nerwowych bez wprowadzania elektrod do mózgu (co Rizzolatti i jego współpracownicy robili małpom). Wpadliśmy na pomysł, by wykorzystać do tego elektroencefalogra-ficzne badanie fal mózgowych (EEG). Od ponad pół wieku naukowcy wiedzieli, że pewien składnik EEG, zwany falami u, zostaje zablokowany każdorazowo podczas wykonywania świadomego ruchu mięśni, na przykład otwierania i zamykania dłoni. Co ciekawe, zanika także wtedy, gdy badana osoba obserwuje kogoś innego, wykonującego tę czynność. Jedno z nas (Ramachandran) oraz Altschuler wysunęli przypuszczenie, że pomiar hamowania fal g może być prostym, nieinwazyjnym probierzem aktywności neuronu lustrzanego.

GRUDZIEŃ 2006 ŚWIAT NAUKI 49