Отражаясь в людях: почему мы понимаем друг друга

Мы не можем изучать на клеточном уровне людей, но как насчет нечеловекообразных обезьян на уровне клеточных ансамблей? Успех подобных исследований позволил бы нам сопоставить нейронную активность отдельных клеток и ансамблей у обезьян, а затем соотнести ансамблевую нейронную активность у обезьян и людей. Эти два последовательных сопоставления, безусловно, облегчили бы бремя умозаключений и аналогий и помогли бы нам свести все в одну общую картину. В последние годы ряд исследователей и лабораторий разработали технологии изучения мозга обезьян с помощью ФМРТ. Прежде всего назову Никоса Лого- фетиса из института имени Макса Планка в Тюбингене (Германия). Искусно усовершенствовав стандартную аппаратуру применяемую для экспериментов на мозгу обезьян, Логофетис смог одновременно регистрировать активность отдельных клеток с помощью внутричерепных электродов и использовать ФМРТ. Со стандартной аппаратурой это было бы неосуществимо. Логофетис модифицировал ее, сделав так, что электроды не выжигают вокруг себя мозговую ткань, как выжигали бы ее обычные электроды в ФМРТ-сканере, не воспринимают искажений (артефактов), создаваемых работой сканера, и не искажают артефактами сигнал сканера. Это поразительное достижение. С помощью своих имплантированных электродов Логофетис измерял нейронную разрядку отдельных клеток, одновременно регистрируя изменения ФМРТ-сигнала. Благодаря этому он смог проверить, коррелирует ли разрядка отдельных клеток с мозговым сигналом, измеренным посредством ФМРТ. Зрительная кора обезьяньего мозга реагировала на зрительный раздражитель усилением разрядки отдельных клеток и усилением ФМРТ-сигнала. Это была убедительная корреляция и реальный шаг к построению единой картины нейронной активности на клеточном и ансамблевом уровне. Это движение, несомненно, будет набирать обороты, поскольку количество лабораторий, изучающих обезьян с помощью ФМРТ, будет возрастать¹²³.

Есть и третий вариант уменьшения разрыва между информацией о мозге обезьян на клеточном уровне и данными об ансамблевой нейронной активности у людей. Я называю этот способ оппортунистической наукой, наукой отдельных возможностей. Она уже играет существенную роль в нейронауке и, думаю, будет иметь важное значение для исследования зеркальных нейронов. Прежде чем рассказать вам о нынешнем положении дел на этом направлении и о том, чего я ожидаю в будущем, хочу показать, чего можно добиться, когда оппортунистическая наука соединяется с фактором везения. Благодаря этому соединению мы получили ответ на один из самых давних и важных вопросов неврологии.

Эта история - из времен позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), которая широко использовалась в 1980-х и в начале 1990-х, но затем существенно сдала позиции под натиском ФМРТ, не требующей, в отличие от ПЭТ, применения радиоактивных веществ. Как я писал в главе 2, одним из первых исследований зеркальнонейронной системы с визуализацией был «хватательный» эксперимент с использованием ПЭТ, выполненный Ридзолатти с коллегами. В те годы я применял ПЭТ для исследования областей мозга, играющих важную роль в узнавании повседневных предметов. Это был мой первый эксперимент на таком оборудовании. Мы впрыскивали в кровь испытуемого небольшие количества радиоактивного вещества, как требует технология ПЭТ, а затем показывали ему различные изображения на мониторе компьютера. Упрощенно говоря, происходит вот что. Радиоактивное вещество соединяется с определенными молекулами крови. Регистрируя эти молекулы, мы, таким образом, можем измерять общий кровоток. В здоровом мозгу кровоток коррелирует с нейронной активностью, так что ПЭТ-сканер измеряет мозговую активность, измеряя кровоток. Чтобы наши испытуемые получали лишь малые дозы радиоактивности, мы должны были соблюдать лимит в двенадцать впрыскиваний радиоактивного вещества (и, следовательно, в двенадцать кратких сеансов сканирования мозга) на одного испытуемого, и между впрыскиваниями должно было проходить примерно пятнадцать минут, чтобы радиоактивность от предыдущего впрыскивания полностью перестала проявляться.