Зеркальными нейронами называют группу нейронов в моторной коре головного мозга, которые активируются, как при совершении моторного действия, так и при наблюдении за тем же действием другого индивида. Такое открытие породило гипотезы о когнитивной роли моторной коры, а именно, о формировании внутренних представлений (репрезентаций) о действиях при наблюдении индивидом за тем как действуют другие. Такие репрезентации способствуют расшифровке значений наблюдаемых моторных событий, то есть пониманию их в терминах целенаправленных движений — иными словами, обеспечивают понимание намерений, заложенных в действиях других.

Впервые зеркальные нейроны были обнаружены в 1980-90 годах группой ученых Пармского Университета под руководством Джакомо Риццолатти. Эксперимент проводили на макаках, у которых в нижнюю часть лобной коры (область F5) были вживлены электроды. Было обнаружено, что у обезьян срабатывал один и тот же моторный нейрон (или группа нейронов) не только, когда животные сами принимали пищу, но и тогда, когда пищу принимали другие. Это явление заинтересовало исследователей, они предположили, что таким образом животное, возможно, ставит себя на место другого индивида. Далее была выдвинута гипотеза, что у людей должны быть такие же группы нейронов. Зеркальные нейроны (а вернее, нейронные сети, частью которых они являются) не только посылают моторные команды к мышцам, но и позволяют обезьянам и людям определять намерения других индивидов путем мысленного воспроизведения их действий. Если у животных роль данных систем ограничена предсказанием простых целенаправленных действий, то у человека зеркальные клетки могут опосредовать способность к интерпретации более сложных намерений (Iacoboni, 2005; Rizzolatti et al, 1988; Arbib, 2005, 2009; Petrides et al, 2005, Ramachandran, 2011; Риццолатти, Синигалья, 2012).

Сторонники данной гипотезы полагают, что с помощью функций зеркальных нейронов (активность во время подражания) можно объяснить наличие таких феноменов как:

• эмпатия — способность понимать эмоции и чувства других путём сопереживания;

• развитие языка и речи человека (гипотеза о жестовом происхождении речи);

• наличие способности понимать ментальные состояния других (theory of mind или понимание чужого сознания, или модель психического, или теория намерений), а также объяснение трудностей понимания ментальных состояний, социального поведения, речевые трудности при аутизме;

• общее развитие культуры и цивилизации через подражание и др.

Предпринимаются также попытки объяснить через дисфункцию зеркальных нейронов нарушения социального функционирования, наличие когнитивных расстройств при ряде психических расстройств (в том числе и при аутизме). Однако это предположение требует дальнейших исследований.

К 2012 году число исследований достигло 800. Появилось много статей, подвергавших критике слишком глобальные выводы о роли зеркальных нейронов.

В настоящее время исследования ведутся в 4 основных направлениях:

1. Изучение роли зеркальных нейронов в подражании.

Подражание — воспроизведение субъектом движений, действий, поведения другого субъекта (Пси словарь).  Во время подражания наиболее четко и ясно наблюдается активность зеркальных нейронов, поэтому данному направлению уделяется особое внимание. Именно подражание играет главную роль в приобретении моторных, коммуникативных и социальных навыков.  Такие исследователи, как Iacoboni, Molnar-Szakacs, Heiser, Wolpert, Kawato, Rizzolatti полагают, что «подражание является одной из базовых форм научения, нейрофизиологической основой которой является система зеркальных нейронов, связывающая сенсорные и моторные отделы коры головного мозга, кодирующие информацию об одних и тех же актах поведения».

  1. Изучение роли зеркальных нейронов в формировании эмпатии, отзывчивости в ответ на переживания другого. Предполагается что нейроанатомической основой эмпатии являются система зеркальных нейронов и лимбическая система. Исследования показали, что у испытуемых, наблюдавших и подражавших различным эмоциональным выражениям лица, обнаружилась повышенная активность в премоторной коре, покрышечной части нижней лобной извилины (pars opercularis), верхней височной извилине, а также в островке и миндалине. При этом низкую активность в данных областях коры обнаружили лица с аутизмом (Carr et al., 2003, Nishitani et al., 2004, Dapretto et al., 2006). Такие факты могут говорить в пользу того, что зеркальные нейроны причастны к данному расстройству.

  2. Изучение роли зеркальных нейронов в формирования языка и речи.

    Такие авторы как Arbib, 2005, Iacoboni, 2005, считают, что эволюционно речь возникла на основе подражания звукам и жестам. Они утверждают также, что речь на ранних этапах онтогенеза является звукоподражательным процессом, опосредованным системой зеркальных нейронов.

    Ряд экспериментов дал основания считать, что нижняя фронтальная кора, примыкающая к зоне Брока (двигательный центр речи) участвует в процессе подражания, и в ней, как и в самой зоне Брока, присутствуют зеркальные нейроны (Skoyles, John R., Petrides, Michael, Cadoret, Genevieve, Mackey, Scott). Исследователи полагают, что зеркальные нейроны в зоне Брока позволяют посредством подражания обучаться говорить. Данные исследования и гипотезы позволили Williams et al., 2001 предполжить, что при аутизме нарушается способность обучаться речи путем подражания.

  3. Изучение роли зеркальных нейронов для понимания ментальных состояний другого человека («модель психического» — theory of mind).

    Было высказано предположение, что в самом общем смысле, понимание ментальных состояний другого может быть сведено к сумме подражаний и эмпатии, и тогда его нейрофизиологическая основа будет совпадать с нейрофизиологической основой подражания и эмпатии. В мозге наблюдателя и исполнителя возбуждаются схожие или «разделяемые обоими» нейронные сети (shared circuits) (Keysers & Gazzola, 2006), в которые и входят зеркальные нейроны. Таким образом, дети с аутизмом затрудняются с пониманием ментальных состояний другого человека в силу нарушений функционирования зеркальных нейронов, ответственных за подражание и эмпатию.

    У детей с РАС, как правило, обнаруживаются расстройства подражания, что авторы связывают с нарушением работы зеркальных нейронов. Однако остается открытым вопрос о том, что первично — отставание в развитии системы зеркальных нейронов или аутизм, имеющий причиной какие-то другие факторы. Рамачандран, Оберман, 2007 на основании предположений о том, что причиной аутизма является нарушение функций зеркальных нейронов, предлагают попытаться разработать новые подходы к диагностике и лечению РАС. Авторы предлагают использование зрительной обратной связи и препаратов на основе метилендиоксиметамфетамина (MDMA). Данные разработки находятся на начальных стадиях и требуют серьезного экспериментального подтверждения.

Литература: 1. Arbib M. The Mirror System, Imitation, and the Evolution of Language. In Kerstin Dautenhahn and Chrystopher Nehaniv, (eds.) Imitation in Animals and Artifacts. The MIT Press, 2005 2. Arbib Michael, The Mirror System Hypothesis. Linking Language to Theory of Mind, 2005, retrieved 2006-02-17 Archived March 29, 2009 3. Carr L., Iacoboni M., Dubeau M.C., Mazziotta J.C., & Lenzi G.L. Neural mechanisms of empathy in humans: a relay from neural systems for imitation to limbic areas. Proc Natl Acad Sci USA 2003; 100(9): 5497-5502 4. Heiser M., Iacoboni M., Maeda F., Marcus J., Mazziotta J.C. The essential role of Broca’s area in imitation. Eur J Neurosci 2003; 17: 1123-1128 5. Iacoboni M. Understanding others: imitation, language, empathy. In: Perspectives on imitation: from cognitive neuroscience to social science, Hurley, S., and Chater, N. (Eds), Cambridge, MA: MIT Press, 2005 6. Iacoboni, Marco (February 22, 2005). ”Grasping the Intentions of Others with One’s Own Mirror Neuron System”. PLOS Biology. 3: e79. 
7. Kawato M. Internal models for motor control and trajectory planning. Curr Op Neurobiol 1999; 9: 718-727 8. Molnar-Szakacs I., Iacoboni M., Koski L., Maeda F., Dubeau M.C., Aziz-Zadeh L., Mazziotta J.C. Action observation in the pars opercularis: Evidence from 58 subjects studied with FMRI. J Cogn Neurosci Suppl S:F118. 9. Nishitani N., Avikainen S., and Hari R. Abnormal imitation-related cortical activation sequences in Asperger’s syndrome. Ann. Neurol. 2004; 55: 558-562. 10. Oberman, L.; Ramachandran, V.S. (2009). “Reflections on the Mirror Neuron System: Their Evolutionary Functions Beyond Motor Representation”. In Pineda, J.A. Mirror Neuron Systems: The Role of Mirroring Processes in Social Cognition. Humana Press. pp. 39–62. ISBN 978-1-934115-34-3. 11. Petrides, Michael, Cadoret, Genevieve, Mackey, Scott (2005). Orofacial somatomotor responses in the macaque monkey homologue of Broca’s area, Nature: 435,#1235 12. Ramachandran, V.S. (January 1, 2009). ”Self Awareness: The Last Frontier, Edge Foundation web essay”. Retrieved July 26, 2011 13. Rizzolatti G; Camarda R; Fogassi L; Gentilucci M; Luppino G; Matelli M “Functional organization of inferior area 6 in the macaque monkey. II. Area F5 and the control of distal movements”. Experimental brain research, Volume: 71 ISSN: 0014-4819 ISO Abbreviation: Exp Brain Res Publication Date: 1988 14. Rizzolatti, Giacomo; Fadiga, Luciano (1999). ”Resonance Behaviors and Mirror Neurons”. Italiennes de Biologie. 137: 85–100. 15. Skoyles, John R., Gesture, Language Origins, and Right Handedness, Psycholoqy: 11,#24, 2000 16. Williams, J.H, Whiten, A, Suddendorf, T, and Perrett, D.I. Imitation, mirror neurons and autism. Neurosci. Biobehav. Rev.2001; 25: 287–295 17. Wolpert D.M., Kawato M. Multiple paired forward and inverse models for motor control. Neural Networks 1998; 11: 1317-1329. 18. Зинченко В.П., Мещеряков Б.Г. Большой психологический словарь: АСТ; АСТ-Москва; Прайм-Еврознак; Москва; СПб; 2008 19. Косоногов В. Зеркальные нейроны: краткий научный обзор / В. Косоногов. - Ростов-на-Дону, 2009 г. - 24 с. 20. Марко Якобони. Отражаясь в людях. Почему мы понимаем друг друга.- Юнайтед Пресс, 2011 21. Мохеб Костанди. Мозг человека. 50 идей, о которых нужно знать. — Пер. с англ. Ш. Мартыновой. — М.: Фантом Пресс, 2015. — 208 с. 22. Рамачандран Р., Оберман Л. Разбитые зеркала: теория аутизма//В мире науки. - 2007. – 3 23. Риццолатти Джакомо, Синигалья Коррадо Зеркала в мозге: О механизмах совместного действия и сопереживания / Пер. с англ. О. А. Кураковой, М. В. Фаликман. — М.:Языки славянских культур, 2012 — 208 с.