САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ЦЕНТР МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОЙ НЕЙРОНАУКИ
русский
английский
Статьи

из книги Н.М. Сланевской «Мозг, мышление и общество», часть 2, Санкт-Петербург, Центр Междисциплинарной Нейронауки, 2012

Нейрогенезис 

Нейропластичность мозга

Запоминание

Зеркальные нейроны

Эмпатия

Теория о мышлении (ТоМ)

 

 

 

 

Социальные нейронауки

Современная наука о нервной системе объединяет многие научные дисциплины: наряду с традиционными - нейроанатомией, неврологией и нейрофизиологией, важный вклад в изучение нервной системы вносят молекулярная биология, генетика, химия и ряд других наук. Такой междисциплинарный подход к изучению нервной системы нашел отражение в термине – нейронаука (neuroscience). Одной из основных целей нейронауки является понимание процессов, происходящих как на уровне отдельных нейронов, так и нейронных сетей, которые связаны с различными психическими процессами: мышление, эмоции, сознание. В соответствие с этой задачей изучение нервной системы ведется на разных уровнях организации, начиная с молекулярного и заканчивая изучением сознания, творческих способностей и социального поведения. Последнее время целый ряд смежных социальных дисциплин, таких как философия, экономика, социология, политология и т.д.  проявили интерес к нейронауке. Появились новые дисциплины: нейроэкономика, нейроэтика, нейросоциология, нейроэстетика, нейротеология, нейромаркетинг, нейрополитология, нейролингвистика и т.д., использующие данные нейронауки в своих исследованиях. Таким образом, нейронаука стала действительно междисциплинарной наукой.

Социальная нейронаука – это междисциплинарная область исследования того, как биологическая система (человек) реализует социальные процессы и поведение в социальной системе. Люди по сути своей социальные существа, и, как социальные существа, они создают организации, выходящие за пределы индивидуальной биологической системы. Эти новые социальные организации связаны с индивидуальной реакцией на нейронном, гормональном, иммунном и других уровнях. Такие социальные организации либо помогают выжить, воспроизвести и удовлетворить сущность человека, либо препятсвуют полному раскрытию человеческого потенциала. Какие именно социальные системы соответсвуют потребности человека?

Использование нейронаучного метода в социальных дисциплинах

"Социальная нейронаука включает эмпирическое изучение нейромеханизмов, лежащих в основе социальных когнитивных процессов, и, в зависимости от области применения, подразделяется на нейросоциологию, нейроэкономику, нейрополитологию, нейроюридическую науку, нейротеологию, нейроморальность/нейрофилософию и т.д. (междисциплинарная область с применением нейронаучного метода в соответствующих социальных дисциплинах). Сканирование мозга участника эксперимента при выполнении экспериментального задания в области экономики, социологии, политологии и т.д. выявляет активирование определенных структур мозга, которые связаны с соответствующей мыслительной деятельностью и эмоциями , что можно наблюдать независимо от поведения человека: когнитивный отклик, непроизвольная эмпатическая реакция, нейроморальная реакция и т.д.
Преимуществом этого нейронаучного метода является то, что:
-   этот метод дает эмпирические данные для социальных наук;
- абстрактные теоретические положения “как если бы” социальных наук проверяются на практике с эмпирическим доказательством или опровержением;
- ориентирован, прежде всего, на человека в экономике, политологии, социологии и т.д., так как изучает нейробиологическую реакцию на соответствующие вопросы в этих сферах;
- позволяет увидеть первоначальную нейробиологическую реакцию, которая не зависит от поведения, контролируемого человеком;
- нейробиологическая реакция помогает понять насколько универсально мышление человека вне зависимости от национальной или религиозной принадлежности;
- эмпирические данные социальных нейронаук могут помочь избежать определенных ошибок в законодательной политике и стратегии социального развития;
-  применение нейронаучного метода в социальных дисциплинах помогает понять взаимосвязь между социальными, психическими и физиологическими факторами;
- нейронаучный метод демонстрирует, как общественное устройство влияет на нервно-психическое состояние человека, и при какой организации общества организм и мышление будут функционировать в оптимальном режиме; 
- нейронаучный метод помогает понять воздействие мысли на нейробиологию мозга и возможности ментального влияния на свой организм;
- помогает понять, как принимаются решения;
- опосредованно исследует сознание и мышление;
- способен содействовать созданию новой научной парадигмы в зависимости от результатов исследований по соотношению и взаимодействию мозга и мышления.
Однако применяя нейронаучный метод в социальной области, надо учитывать нейропластичность мозга, т.е. возможность мозга изменяться в зависимости от социальных условий, а также то, что для общества важнее все-таки поведение, которое сознательно контролируется человеком и технические трудности измерения функционирования мозга." (Н.М.Сланевская "Мозг, мышление и общество, часть 2, Санкт-Петербург, Центр Междисциплинарной нейронауки, 2012, стр. 252-253)


Основные теоретические положения о работе мозга, используемые в социальных нейронауках

"Основные теоретические положения о работе мозга, используемые в социальных нейронауках в настоящее время, можно сгруппировать следующим образом: (1) нейрогенезис, нейропластичность и запоминание, (2) врожденная эмпатическая реакция, зеркальные нейроны  и способность создавать теорию о мышлении другого человека (ТоМ).
Первая группа – нейрогенезис, нейропластичность и запоминание – связана с возможностью человека изменяться. Нейрогенезис помогает восстановить некоторое количество погибших нейронов. Нейропластичность способствует процессу передачи функции от одних нейронов, которые оказались поврежденными или нефункционирующими по какой-либо причине, другим нейронам, а также “переучить” нейроны функционировать более интенсивно или менее интенсивно, чем обычно. Запоминание – это закрепление новых паттернов нейропутей, где нейропластичность играет определенную роль.
Вторая группа - врожденная эмпатическая реакция, теория о мышлении (ТоМ) и зеркальные нейроны – связана с непроизвольной реакцией здорового мозга на социальное окружение. Зеркальные нейроны отражают в мозге работу нейронов другого обозреваемого человека, если человек наблюдает за его движениями и эмоциями. Функционирование зеркальных нейронов лежит, как полагают, в основе эмпатической реакции. Когда человек видит, как другому причиняют боль и т.д., то происходит непроизвольная активация примерно тех же нейронов у смотрящего. Такая врожденная реакция называется эмпатией и ведет она, как правило, к сочувствию и состраданию. Теория о мышлении (ТоМ) связана как с зеркальными нейронами, так и с эмпатической реакцией. Теория о мышлении говорит о способности человека понимать и догадываться о намерениях и мыслях другого человека, т.е. создавать свою теорию о мышлении другого человека, опираясь на свой собственный опыт.
Все вышеупомянутые биологические и психические явления свойственны всем здоровым и нормальным людям и являются врожденными." (Н.М.Сланевская "Мозг, мышление и общество, часть 2, Санкт-Петербург, Центр Междисциплинарной нейронауки, 2012, стр.81)

Зеркальные нейроны

В начале 1990х годов Риццолатти (Rizzolatti) и коллеги обнаружили в префронтальной коре макак класс нейронов, которые активировались не только, когда макаки сами совершали действие, но и когда они наблюдали, как экспериментатор совершал подобное действие (например хватал предмет) (Rizzolatti et al., 1996). Эти нейроны были названы зеркальными. Происходила та же самая моторная репрезентация, как если бы макаки сами делали то, за чем они наблюдали.
Рамачандран (Ramachandran) считает, что значимость открытия зеркальных нейронов для психологии равнозначна значимости открытия ДНК для биологии: зеркальные нейроны могут обеспечить единые рамки для объяснения очень многих умственных способностей, которые до сих пор оставались загадочными и недоступными для экспериментов (Ramachandran, 2000).
Зеркальные нейроны в мозге человека непроизвольно отражают работу нейронов другого человека. Эксперименты показывают, что если близкому человеку причиняют боль, то у смотрящего активируются те же области мозга (Singer et al., 2004a). Если кто-то ест кислое и морщится, то и другой непроизвольно морщит лицо. Зеркальные нейроны лежат в основе способности человека сопереживать (Gazzola, Aziz-Zadeh, Keysers, 2006; Wicker et al., 2003). Зеркальные нейроны находятся в тех областях мозга, где визуальные, моторные и эмоциональные состояния сливаются. Зеркальные нейроны реагируют на наблюдаемые действия и жесты других. Считается, что сети зеркальных нейронов находятся в теменной доле, фронтальной премоторной коре и в верхней височной борозде (Christian, 2008; Rizzolatti, Fogassi, Gallese, 2006). К сожалению, как отмечает Зингер, теория зеркальных нейронов не отвечает на вопрос, каков путь перехода чужого сенсорного ощущения в свое, без получения раздражения периферийных нейронов, передающих команду в мозг о сенсорном раздражении (Singer, 2006). Или как чужое чувство грусти переходит в наше знание о нем, даже если мы не грустим сами? Например, психопаты могут очень хорошо предугадывать намерения другого и знать о чувствах и эмоциях другого, не ощущая их.

Библиография
- Christian, D. (2008) “The Cortex: Regulation of Sensory and Emotional Experience” in Noah Hass-Cohen and Richard Carr (eds.) Art Therapy and Clinical Neuroscience, London and Philadelphia, Jessica Kingsley Publishers: 62-75.
- Gazzola, V., Aziz-Zadeh, L., Keysers, C. (2006) “Empathy and the Somatotopic Auditory Mirror System in Humans” in Current Biology, 16: 1824-1829.
- Ramachandran, V.S., Oberman, L.M. (2006) Broken Mirrors: A Theory of Autism” in Scientific American, 295(5): 62-69.
- Rizzolatti, G., Fadiga, L., Gallese, V., Fogassi, L. (1996) “Premotor Cortex and the Recognition of Motor Actions” in Cognitive Brain Research, 3(2): 131-141.
- Rizzolatti, G., Fogassi, L., Gallese, V. (2006) “Mirrors in the Mind” in Scientific American, 295 (5): 54-61.
- Singer, T., Seymour, B., O’Doherty, J., Kaube, H., Dolan, R., Frith, C. (2004a) “Empathy for Pain Involves the Affective but Not Sensory Components of Pain” in Science, Vol. 303, No. 5661: 1157-1162.
- Singer, T. (2006) “The Neuronal Basis and Ontogeny of Empathy and Mind Reading: Review of Literature and Implications for Future Research” in Neuroscience and Biobehavioural Reviews, 30: 855-863.
- Wicker, B., Keysers, C., Plailly, J., Royet, J., Gallese, V., Rizzolatti, G. (2003) “Both of Us Disgusted in My Insula: The Common Neural Basis of Seeing and Feeling Disgust” in Neuron, Vol. 40: 655-664.

 ( из Н.М.Сланевская "Мозг, мышление и общество, часть 2, Санкт-Петербург, Центр Междисциплинарной нейронауки, 2012)

 

Эмпатия

Эмпатия – это способность узнавать и в какой-то степени разделять эмоциональное состояние другого человека (Christian, 2008; Gallese, 2003; Botvinick et al., 2005; Singer, Frith, 2005). Некоторые считают, что эмпатическая реакция скорее связана с ощущением, чем пониманием состояния другого человека, и является процессом внутренним, автоматическим и бессознательным. Мы начинаем зевать, когда кто-то зевает, морщимся, если видим, как кто-то прищемил руку дверью, или испытываем тошноту, когда другого тошнит и т.д. Другие же исследователи выделяют в эмпатии два компонента: (1) аффективный (эмоциональный) ответ на другого человека, что часто, но не всегда, ведет к тому, что человек разделяет эмоциональное состояние другого автоматически, (2) когнитивная способность принимать перспективу другого, но в то же самое время осознавать себя отдельной личностью, что снижает автоматический ответ (Christian, 2008; Jackson, Meltzoff, Decety, 2005; Ochsner et al., 2004). Когда человек не может отделить себя от события и начинает испытывать негативную ситуацию как свою собственную, может развиться личный дистресс. Такой вариант происходит, когда задействованы нейропути снизу вверх (от подкорковых эмоциональных центров к коре), а путь сверху вниз (регулирование корой подкорковых центров) не используется. Происходит автоматическое копирование состояния другого на себя. Отделение себя от другого при эмпатии важно для оказания помощи пациенту, например в арт-терапии. Эмпатия включает комплекс многочисленных кортикальных и подкорковых процессов: эмоциональный резонанс, зеркальные процессы, ощущение эмоциональной привязанности, понимание мыслительного процесса другого, самоидентификация и принятие перспективы другого. В сочетании все эти процессы формируют как когнитивную, так и аффективную стороны эмпатии. (Christian, 2008; Watt, 2005).
Нейросканирование мозга людей, которые наблюдают выражение лица другого, испытывающего отвращение, показывает активацию в тех же самых зонах передней части инсулы, как и у тех, которые действительно испытывают это чувство (Wicker et al., 2003). Наблюдение за тем, как любимый испытывает боль, активирует ту же самую нейросеть в мозге наблюдающего, как и в мозге испытывающего боль (Singer et al., 2004a). Расстройство одного человека при расставании с любимым активирует параллельно подкорковые области у другого любящего (Watt, 2005). При наблюдении прикосновения, активируются те же самые нейросети у наблюдающего, как и у человека, к которому прикасаются (Christian, 2008). Создатели эротических фильмов делают немалые деньги на этой способности человека. Просмотр определенных фильмов заменяет желаемые ощущения и фиксирует нейросети для соответствующего поведения в реальной жизни.
Эмпатия в социальном плане связана с усилением желания помочь и оказать социальную поддержку. Без эмпатии было бы затруднено социальное общение. Итак, эмпатия в настоящее время рассматривается большинством нейроученых как процесс, состоящий из двух компонентов: (1) эмоциональной реакции человека на эмоциональное состояние другого; (2) осведомленности и идентификации принадлежности эмоций другому (Wicker et al., 2003; Singer, Lamm, 2009). Человек имеет способность как идентифицировать себя с другими людьми, так и отличать себя от других (Decety, Sommerville, 2003).
Викер (Wicker) и коллеги считают, что человек обладает замечательной способностью понимать страдания другого, и что хотя ощущение своей боли и чужой боли имеют некоторые общие нейрональные характеристики, тем не менее, эти явления различаются по использованию нейросетей, связанных с внешними и внутренними признаками (Wicker et al., 2003). Результаты исследования показывают, что (1) в том и другом случае (при наблюдении и при своей боли) активируются передняя часть поясной извилины и передняя часть инсулы; (2) своя боль активирует переднюю и среднюю части инсулы, а чужая боль активирует фронтальную, премоторную, теменную кору и амигдалу, связанных с эмоциональным пониманием и обработкой социальных знаков; (3) уровни беспокойства коррелируют с активизацией ростральной латеральной префронтальной коры во время восприятия чужой боли, но не во время ощущения своей боли. моральное мышление), а именно: дорсолатеральная префронтальная кора, задняя часть поясной извилины, височно-теменное соединение, дорсальная и медиальная передняя поясная извилина и латеральная орбитофронтальная кора. Это отличало агрессивную группу от контрольной.
Исследования на животных показали, что физическая боль часто усиливает агрессивность. Предполагают, что агрессивные юноши часто оказывались свидетелями жестокого обращения, негативных событий, что вызывало повышенную эмпатическую реакцию (эмпатическую мимикрию), которая привела к дистрессу и усилению собственной агрессии. К этому еще добавляется ослабленная активность в областях, связанных с эмоциональным саморегулированием.
Существуют также исследования на влияние нейропептида окситоцина на степень эмпатии (Singer et al., 2008; Petrovic et al., 2008). Петрович (Petrovic) и коллеги, исходя из факта влияния окситоцина на просоциальное поведение, решили проверить, влияет ли окситоцин на эмпатическую реакцию. При этом было специально подготовлено предварительное отрицательное отношение (страх) к некоторым лицам людей посредством электрошока с одновременным показом этих лиц. Лица имели либо прямо смотрящие глаза, либо глаза смотрели в сторону. Картинки показывали испытуемым, когда они находились под сканером. Затем участники эксперимента вдыхали через нос либо окситоцин, либо плацебо. Эксперимент относился к двойным слепым экспериментам, то есть ни участники, ни ассистенты эксперимента не знали, кому вводят плацебо, а кому окситоцин. Спустя 45 минут после назального ввода окситоцина или плацебо, испытуемые возвращались к сканеру и им опять показывали лица, и измерялась активация мозга.
Экспериментаторы пришли к следующему выводу: окситоцин оказывает воздействие на приобретенный негативный аффект на социальный стимул (окситоцин убрал негативное отношение к лицу, вызванное электрошоком). Значительное воздействие наблюдалось на веретенообразную извилину и амигдалу (амигдала участвует в запоминании страха). Ссылаясь на предыдущие исследования (Insel, Shapiro, 1992; Veinante, Freund-Mercier, 1997), было выражено предположение, что тот факт, что в амигдале много рецепторов окситоцина, который тормозит формирование страха в базолатеральной амигдале (Huber et al., 2005), говорит о вероятном механизме, посредством которого окситоцин, возможно, производит особый эффект на социально обусловленный страх. Причем эффект на веретенообразную извилину и амигдалу был сильнее при показе лиц, с прямо смотрящими глазами, по сравнению с глазами, смотрящими в сторону, что связано со степенью важности социальных знаков для человека.

Библиография
- Botvinick, M.M., Cohen, J.D., Carter, C.D. (2004) “Conflict Monitoring and Anterior Cingulated Cortex: an Update” in Trends in Cognitive Science, 8: 539-46.
- Christian, D. (2008) “The Cortex: Regulation of Sensory and Emotional Experience” in Noah Hass-Cohen and Richard Carr (eds.) Art Therapy and Clinical Neuroscience, London and Philadelphia, Jessica Kingsley Publishers: 62-75.
- Gallese, V., Goldman, A. (1998) “Mirror Neurons and the Simulation Theory of Mind-Reading” in Trends in Cognitive Sciences, 1998, 2(12): 493-501.
- Huber, D., Veinante, P., Stoop, R. (2005) “Vasopressin and Oxytocin Excite Distinct Neuronal Populations in the Central Amygdala” in Science, 308: 245–248.
- Insel, T., Shapiro, L. (1992) “Oxytocin Receptor Distribution Reflects Social Organization in Monogamous and Polygamous Voles” in Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 89: 5981-5985.
- Jackson, P.L., Meltzoff, A.N., Decety, J. (2005) “How Do We Perceive the Pain of Others? A Window into the Neural Processes Involved in Empathy” in Neuroimage, 24(3): 771-779.
- Ochsner, K.N., Knieerim, K., Ludlow, D.H., Henelin, J., Ramachandra, T., et al (2004) “Reflecting Upon Feelings: an fMRI Study of Neural Systems Supporting the Attribution of Emotion to Self and Other” in Journal of Cognitive Neuroscience, 16: 1746-72.
- Petrovic, P., Kalisch, R., Singer, T., Dolan, R. (2008) “Oxytocin Attenuates Affective Evaluations of Conditioned Faces and Amygdala Activity” in The Journal of Neuroscience, 28(26): 6607-6615.
- Singer, T., Seymour, B., O’Doherty, J., Kaube, H., Dolan, R., Frith, C. (2004a) “Empathy for Pain Involves the Affective but Not Sensory Components of Pain” in Science, Vol. 303, No. 5661: 1157-1162.
- Singer, T., Snozzi, R., Bird, G., Silani, G., Heinrichs, M., Dolan, R. (2008) “Effects of Oxytocin and Prosocial Behavior on Brain Responses to Direct and Vicariously Experienced Pain” in Emotion, Vol. 8, No. 6: 781-791Singer, T., Frith, C. (2005) “The Painful Side of Empathy” in Nature Neuroscience, Vol. 8, No. 7: 845-846
- Singer, T., Lamm, C. (2009) “The Social Neuroscience of Empathy” in The Year in Cognitive Neuroscience 2009, Annals of the New York Academy of Sciences, 1156: 81-96.
- Veinante, P., Freund-Mercier, M. (1997) “Distribution of Oxytocin- and Vasopressin-binding Sites in the Rat Extended Amygdala: a Histoautoradiographic Study” in The Journal of Comparative Neurology, 383: 305-325.
- Watt, D.F. (2005) Social Bonds and the Nature of Empathy” in Journal of Consciousness Studies, 12 (8-10): 185-209.
- Wicker, B., Keysers, C., Plailly, J., Royet, J., Gallese, V., Rizzolatti, G. (2003) “Both of Us Disgusted in My Insula: The Common Neural Basis of Seeing and Feeling Disgust” in Neuron, Vol. 40: 655-664.

 (из Н.М.Сланевская "Мозг, мышление и общество, часть 2, Санкт-Петербург, Центр Междисциплинарной нейронауки, 2012)

 

Теория о мышлении (ТоМ)

Теория о мышлении (ТоМ) – это способность человека понимать то, о чем другой думает и что намеривается сделать, то есть создавать свою теорию о том, что думает другой человек (Christian, 2008; Frith and Frith, 1999). Понимание подразумевает участие когнитивных, моторных и эмоциональных функций мозга. Этот процесс внутренний, автоматический и бессознательный. Гипотетически, в ТоМ должны участвовать те же самые процессы и нейрональные сети, которые участвуют и в эмпатии, но исследователи нашли некоторые отличия, о которых пойдет речь далее. Уже к 4 годам дети начинают понимать и предсказывать, что другой человек может подумать, благодаря способности человека к ТоМ (Frith and Frith, 1999). Если ребенок не хочет отдавать игрушку, то он может спрятать ее от своего брата или сестры, т.е. он делает предположение, что его брат или сестра могут взять его игрушку в его отсутствие. Вот пример с участием двоих детей и взрослого в эксперименте. Один ребенок выходил из комнаты, взрослый прятал игрушку в другое место и спрашивал того ребенка, кто оставался в комнате, что подумает первый ребенок об игрушке и что будет делать, когда войдет в комнату, и ребенок высказывал предположение. Дети в возрасте 4-6 лет уже могут объяснить причины, почему кто-то подумал неверно о чем-то. Например, ребенок может сказать: “Мой брат притворяется, что он медведь”. Дети без труда угадывают действия и мысли другого ребенка. Но дети, страдающие аутизмом, не могут сделать этого. Они, как правило, начинают формировать ТоМ позднее, к 8-12 годам, из-за недостатка социального понимания и своеобразной работы мозга. ТоМ является важной связью между ребенком и родителями, которую можно преднамеренно развивать. Например, происходит развитие ментальной связи между детьми и родителями, когда они рисуют вместе одну картину с предварительным обсуждением или без него.
Согласно анализу ряда исследований по ТоМ, было выявлено, что большинство исследователей упоминают верхнюю височную борозду, переднюю часть поясной извилины, теменную кору ипрефронтальную кору, участвующих в ТоМ (Brune, Brune-Cohrs, 2006). Нейроны, найденные в верхней височной борозде, нижней фронтальной области, медиальной префронтальной области, передней части поясной извилины, участвуют в процессе понимания другого человека или “чтении мыслей и намерений”. Суть состоит в сравнении поведения, которое мы наблюдаем, с нашим собственным опытом. Таким образом, многое зависит от автобиографической памяти, при которой активируется медиальная префронтальная область (Christian, 2008). ТоМ может быть важным компонентом развития языка и передачи знаний (Frith, Frith, 2001). Существует гипотеза о вокализации жестов в процессе эволюции, то есть попыток передать информацию с помощью слов, а не жестов, и участии в этом зеркальных нейронов (Rizzolatti, Arbib 1998). Так, например, в речевой области Брока есть зеркальные нейроны, которые отвечают за копирование жестов. Важным доказательством участия зеркальных нейронов как в ТоМ, так и в эмпатии является то, что при дисфункции зеркальных нейронов наблюдается склонность к самоизоляции от общества, наблюдается также недостаток эмпатии, неспособность к ТоМ (т.е. к оценке возможных мыслей и намерений у других) и трудность в социальном общении (Ramachandran, Oberman 2006).

Библиография

- Brune, M., Brune-Cohrs, U. (2006) Theory of Mind-evolution, Ontogeny, Brain Mechanism and Psychopathology” in Neuroscience Biobehavioral Review, 30(4): 437-455.
- Christian, D. (2008) “The Cortex: Regulation of Sensory and Emotional Experience” in Noah Hass-Cohen and Richard Carr (eds.) Art Therapy and Clinical Neuroscience, London and Philadelphia, Jessica Kingsley Publishers: 62-75.
- Frith, C.D., Frith, U. (1999) “Interacting Minds: A Biological Basis” in Science, Vol. 286, No. 5445: 1692-1695.
- Frith, U., Frith, C. (2001) “The Biological Basis of Social Interaction” in Current Directions in Psychological Science, 10(5): 151-155.
- Frith, U., Frith, C.D. (2003) “Development and Neurophysiology of Mentalizing” in Philosophical Transactions of the Royal Society B Biological Sciences, Vol. 358: 459-473.
- Pronin, E., Gilovich, T., Ross, L. (2004) “Theoretical Note. Objectivity in the Eye of the Beholder: Divergent Perceptions of Bias in Self Versus Others” in Psychological Review, Vol. 111: 781-799.
- Ramachandran, V.S., Oberman, L.M. (2006) Broken Mirrors: A Theory of Autism” in Scientific American, 295(5): 62-69.
- Rizzolatti, G., Arbib, M.A. (1998) “Language Within Our Grasp” in Trends in Neuroscience, 21(5): 188-194.
- Samson, D., Apperly, I.A., Kathirgamanathan, U., Humphreys, G.W. (2005) “Seeing It My Way: a Case of Selective Deficit in Inhibiting Self-perspective” in Brain, 128: 1102-1111.
- Singer, T., Fehr, E. (2005) “The Neuroeconomics of Mind Reading and Empathy” in Neuroscientific Foundations of Economic Decision-making, AEA Papers and Proceedings, Vol. 95, No. 2: 340-345.

(из Н.М.Сланевская "Мозг, мышление и общество, часть 2, Санкт-Петербург, Центр Междисциплинарной нейронауки, 2012)

 

Нейропластичность

Многие годы нейроученые полагали, что мозг взрослого человека, по сути, не изменяется, но потом были обнаружены два природных биологических механизма, которые помогают мозгу измениться, восстановиться, перестроить функционирование и сохранить интеллект до глубокой старости: нейрогенезис и нейропластичность. При нейропластичности мозг сам реорганизуется, пытаясь восполнить пробел, то есть выполнить нужную функцию поврежденного участка мозга с помощью других участков мозга. Это положительная сторона нейропластичности. Но есть и отрицательная – мозг также реорганизуется, нарушая свое нормальное функционирование, в силу нервно-психического сдвига, вызванного, в том числе и социальными факторами, т.е. помимо положительного эффекта нейропластичности, есть и отрицательный. Например, при заболевании шизофренией часто уменьшается кора фронтальной области мозга, и, соответственно, вся система подвергается изменению (Харченко, Клименко, 2004).
Харченко и Клименко выделяют два уровня нейропластичности – макроуровень и микроуровень. Макроуровень связан с изменением сетевой структуры мозга, обеспечивающей сообщение между полушариями и между различными областями в пределах каждого полушария. На микроуровне же происходят молекулярные изменения в самих нейронах и в синапсах (Харченко, Клименко, 2004). Нейропластичность проявляется, когда:
(1) поврежден один участок мозга и его функция распределяется на другие участки мозга; (2) повреждена конечность или какой-то орган и соответствующие отделы мозга, связанные с этими конечностями или органами, перестают функционировать, так как не получают сигналов от них; (3) изменяется функционирование мозга в связи с нервно-психическим расстройствами, вызванными различными факторами.
Если нейронные пути или нейросети получают много трафика, то они растут. Если мало, то они остаются такими же или уменьшаются. Количество трафика, которое получают нейропути, зависит от нашего внимания к определенной области, то есть от нашего решения быть внимательным, или социальных условий (обязательное образование; организация кружков творческого досуга в области искусств; тип показываемых фильмов по телевизору; массовая безработица и страх потерять работу и т.д.). При постоянной концентрации внимания человека на какой-то одной идее, паттерн нейронной активности в мозге изменяется. И этот паттерн затем становится удобным полуавтоматическим шаблоном для поведения в похожих ситуациях.
Некоторые нейроученые используют законы квантовой физики при объяснении влияния внимания на нейропластичность. Существует серия возможностей, а решение (выбор одной возможности) вызывает квантовый коллапс, при котором одна из этих возможностей становится реальностью, а другие исчезают. Причина влияния внимания на нейропластичность лежит в ментальной фокусировке наподобие продолжающегося наблюдения физика в квантовой физике и квантового эффекта Зенона. Эта причина не механическая и не материальная и не является эквивалентом функционирования мозга, так как именно активность мышления с концентрацией внимания заставляет мозг функционировать по-разному, согласно поставленной цели.

Библиография
- Харченко, Е.П., М.Н.Клименко (2004) “Пластичность мозга” в Химия и жизнь -  XXI век, № 6: 26-33.
(из Н.М.Сланевская "Мозг, мышление и общество, часть 2, Санкт-Петербург, Центр Междисциплинарной нейронауки, 2012)

 

Нейрогенезис

Регенерация происходит естественно и быстро в поврежденной коже, ногтях, волосах, крови, печени, эпителиях кишечника благодаря механизму гомеостаза (сохранение равновесия). Самый активный процесс регенерации протекает в клетках эпителия и кроветворных органах. Но есть клетки, в которых гены, отвечающие за размножение делением, заблокированы – это клетки сердечной мышцы и нейроны мозга. В этом случае регенерация в мозге основывается на присутствии в мозге региональных нейрональных стволовых клеток, которые начинают превращаться в определенного типа нейроны, необходимые для восстановления поврежденного участка. Этот процесс называется нейрогенезисом. Непрерывное обновление нейронов происходит в обонятельных луковицах мозга и зубчатой извилине гиппокампа, расположенной на внутренней поверхности височной доли мозга (Харченко, Клименко, 2004).
Раньше считалось, что так как нейроны в головном мозге не размножаются, потому что не делятся, потеряв нейроны, человек остается с тем, что осталось, и спасает его только нейропластичность, благодаря которой другие выжившие клетки берут на себя функцию погибших, если они структурно подходят к выполнению функций бывших клеток (существуют нейроны разного типа). Однако современная наука доказала, что происходит пополнение ряда нейроклеток в течение всей жизни в результате нейрогенезиса (Galbraith, Subrin, Ross, 2008; Goldberg, 2005).
Нейрогенезис связан с возможностью особых областей мозга (зубчатой извилины гиппокампа - hippocampal dentate gyrus, и обонятельной луковицы - olfactory bulb) производить новые нейроны. Этот процесс можно усиливать через когнитивную стимуляцию, учебу, аэробику и т.д. (Galbraith, Subrin, Ross, 2008; Horner, Gage 2002; Kozorovitskiy, Gould 2003; Snowdon, 2001).
Хронический стресс, сопровождаемый повышенным уровнем кортизола, тормозит нейрогенезис, повреждая гиппокамп и способность к долговременной памяти (Galbraith, Subrin, Ross, 2008; Snowdon, 2001). Дисфункция нейронов в результате хронического стресса ведет к подавлению роста дендритов и уменьшению дендритового дерева, дефициту в эпизодической и пространственной памяти. Обогащенное окружение (физическая активность, учеба, социальные контакты) производит функциональные и структурные изменения в мозгу вместе с производством новых нейронов и выживанием старых (Galbraith, Subrin, Ross, 2008; Scarmeas et al., 2001).

Библиография
- Харченко, Е.П., М.Н.Клименко (2004) “Пластичность мозга” в Химия и жизнь -  XXI век, № 6: 26-33.
- Galbraith, A., Subrin, R., Ross, D. (2008) “Alzheimer’s Disease: Art, Creativity and the Brain” in Noah Hass-Cohen and Richard Carr (eds.) Art Therapy and Clinical Neuroscience, Jessica Kingsley Publishers, London: 254- 269.
- Goldberg, E. (2005) The Wisdom Paradox:How Your Mind Can Grow Stronger as Your Brain Grows Older? New York, Gothman Books.
- Horner, P.J., Gage, F.H. (2002) “Regeneration in the Adult and Ageing Brain” in Archives of Neurology, 59: 1717-1720.
- Kozorovitskiy, Y., Gould, E. (2003) “Adult Neurogenesis: A Mechanism for Brain Repair? in Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, 25: 721-732.
- Snowdon, D. (2001) Aging with Grace? New York, Bantam Books.

(из Н.М.Сланевская "Мозг, мышление и общество, часть 2, Санкт-Петербург, Центр Междисциплинарной нейронауки, 2012)

 

Запоминание

Робин Вэнс (Robin Vance) и Кара Валин (Kara Wahlin) дают классификацию типов памяти и соотносят их с областью мозга и определенной группой нейронов. Они определяют виды памяти следующим образом: “Виды памяти – это группы, связанных между собой нейронов, которые выстреливают вместе, чтобы раскрыть информацию” (Vance, Wahlin, 2008: 159). Вэнс и Валин описывают типы памяти согласно латерализации (зависимости от правого или левого полушария). Они приписывают (1) внутреннюю или неосознаваемую память правому полушарию и (2) внешнюю или осознаваемую память - левому полушарию, а также выделяют типы памяти, для которых нужны (3) оба полушария. Существует также категоризация памяти на (4) кратковременную память, долговременную память и рабочую память. За извлечение из памяти отвечает дорсолатеральная префронтальная кора, а за усвоение через восприятие – затылочная и теменная кора. Ниже приводятся основные положения из описаний этих видов памяти (Vance, Wahlin, 2008).
(1) Внутренняя или неосознаваемая память правого полушария управляет нашими действиями, реакцией и ответом тела с небольшим осознанием или без осознания вообще. Для кодирования или извлечения она не требует осознанного усилия.
К этому типу памяти относятся эмоциональная память, автобиографическая память, эпизодическая память, визуально-пространственная память, память привычек.
Эмоциональная память поддерживается амигдалой, гиппокампом и медиальной префронтальной корой. Автобиографическая память (главные события, относящиеся к себе лично, подтип эпизодической памяти) и эпизодическая память (когда произошло событие, которое стало личным опытом, а до этого могло быть просто семантическим фактом, т.е. человек знал об этом, скажем, из книг) поддерживаются орбитофронтальной корой и гиппокампом.
Визуально-пространственная память поддерживается гиппокампом и средней частью височной доли.
Память привычек основывается на работе дорсального стриатума. Исследования показывают, что свои воспоминания, вызванные эмоционально заряженной литературой, заставляют взволнованного читателя резонировать когнитивно или эмоционально с мышлением автора (Vance, Wahlin, 2008). С другой стороны, произведение искусства может быть интерпретировано по-разному, так как оно вызывает разные формы эмоциональной памяти.
(2) Внешняя или осознаваемая память левого полушария – это семантическая память и вербальная память.
За семантическую память или память о фактах (факты, концепты, верования, социальная история и традиции безотносительно к личному опыту) отвечают гиппокамп и префронтальная кора. (Де)Кодирование происходит через дорсолатеральную префронтальную кору. Вербальная память связана с областью Вернике и областью Брока, а вербальная рабочая память еще и с гиппокампом и медиальной височной корой.
(3) Моторная память и поведенческая память вовлекают оба полушария. Моторная память – это память тела на движения, где главную роль играют теменная кора, соматосенсорная и моторная полоски коры. Поведенческая память базируется на работе базальных ганглиев и моторной коры.
Существует также категоризация памяти на долговременную память, кратковременную память и на рабочую память. Кратковременная память, долговременная память и рабочая память - разные виды памяти и могут регулироваться разными мозговыми структурами. Кратковременная память не требует производства протеина, как долговременная память, и она основывается на функциональных связях нейросетей.
Рабочая память – является функцией трех различных функционирующих компонентов. Первый компонент - это фонологическая петля (произношение отдельных звуков, остатки слухового лингвистического материала); второй компонент - визуально-пространственный блокнот изображений, основывающийся на визуальных и пространственных репрезентациях; и третий компонент - эпизодические буферы, использующие информацию, хранящуюся в долговременной памяти. Рабочая память сильно страдает от стресса, так как она может быть заблокирована постоянным выделением кортизола при стрессе, который уменьшает объем гиппокампа (Vance, Wahlin, 2008; Elzinga and Roelofs 2005; Sapolsky, 2004a). Чрезмерное возбуждение амигдалы также препятствует рабочей памяти.
Активация нейронов зависит от поступления глюкозы и кислорода из близлежащих клеток и кровяных сосудов. При частом стимулировании нейрона, его дендриты разрастаются, и увеличивается количество рецепторов, способных принимать химическое вещество (нейромедиатор), выделяющееся в синаптическую щель при возбуждении нейрона. Принцип возбуждения нейрона основывается на достаточном количестве возбудительной силы. Если силы недостаточно, то возбуждения не происходит. Способность нейрона возбудиться зависит от количества рецепторов и нейромедиатора для этих рецепторов. Нейронные сети организуются в соответствии со специфическими функциями нейромедиатора (для каждого рецептора – свой нейромедиатор). Действие нейромедиатора усиливается (или уменьшается) под влиянием присутствующего при этом нейромодулятора и (или) гормона. Нейромодулятор, гормон и нейромедиатор вносят свой вклад в процесс запоминания и интеграции опыта организма. Связи между нейронными сетями формируются особенно усиленно в период развития ребенка. После того, как связи сформировались, и нейроны в нейросетях запомнили свою работу, при этом в определенных местах начали выделяться химические вещества, отменить или изменить привычную схему работы уже трудно. Нейросети будут стремиться воспроизвести такой же паттерн активации, когда возникают похожие обстоятельства. Только когда нейросеть формируется при неопределенной ситуации, то есть когда конечный результат все время разный, то нейросеть остается способной к обучению и функционированию по-новому (Carr, 2008a). Это ведет к синаптической пластичности (нейропластичности), процессу, который требует реорганизации нейросетей для того, чтобы обеспечить нужную работу в новых условиях. Другими словами, нейросеть либо формируется при неизвестности результатов и новой ситуации, используя все время обратную связь (ей необходимо понять, что есть оптимально в данной ситуации, и в случае подтверждения успеха через обратную связь, мозг запоминает свою реакцию), то есть нейросеть еще учится, либо существует другой вариант - нейросеть работает автоматически, бессознательно, проецируя сложившиеся отношения и нейросвязи на саму ситуацию (при этом не предполагается корректировка через обратную связь, так как нейросеть уже выучила урок и изменять свою работу не хочет, ей так привычней и легче работать) (Carr, 2008a).
Долговременное запоминание зависит от двух типов рецепторов на постсинаптической мембране. Первый тип рецепторов реагирует на главный возбудительный нейромедиатор мозга – глутамат в обычном для нейрона режиме при последовательности “стимул – реакция”. Второй тип рецепторов - NMDA-рецепторы - сопротивляется активации от обычного стимула. Только при достаточном повторении и интенсивной стимуляции с помощью глутамата, NMDA-рецепторы увеличиваются в числе и снижают порог активации (их легче активировать от малейшего стимула), и они становятся очень быстрыми и надежными реагирующими агентами (Carr, 2008a). Дендриты с NMDA-рецепторами усиливают активность между нейронами, создавая нейросети, которые легче активировать, причем по скорости и надежности активации NMDA-рецепторы превосходят первый тип рецепторов. Благодаря скорости и активности NMDA-рецепторов такая нейросеть легче обеспечивает себя энергией и выживанием. Она дольше работает, и отсюда у человека сохраняются воспоминания на долгое время. Глутаматовые нейропути связывают гиппокамп, амигдалу и префронтальную кору с прилежащим ядром (nucleus accumbens) - центром удовольствия в мозге. (Carr, 2008a; Cauli and Morelli 2005). Эти структуры важны для запоминания и усвоения. Если человек получает удовольствие и ему интересно, он запоминает быстрее. Познавательная деятельность необходима для стабилизации психики человека.
Однако ненормально длительное глутаматовое стимулирование изменяет концентрацию кальция и калия внутри нейрона и снаружи нейрона, приводя к повреждению нейрона или смерти от токсичных (отравляющих) условий при чрезмерной активации. Такой токсикоз при возбуждении усиливается во время таких болезненных состояний как травма, депрессия, беспокойство, шизофрения, амнезия, эпилепсия, болезни Хантингтона, Паркинсона и Альцгеймера, СПИД, деменция (слабоумие) (Carr, 2008a). Для того, чтобы предотвратить токсичное возбуждение, должен быть быстрый и достаточный обратный захват глутамата. Соседствующие и поддерживающие клетки глии – астроциты (основная функция - снабжение глюкозой и кислородом) обычно убирают токсичные вещества (Carr, 2008a). Для памяти важна работа гиппокампа. Длительная депрессия воздействует на гиппокамп, он уменьшается в размере, и происходит забывание на синаптическом уровне (Carr, 2008a). Нейросети забывают свой выученный урок и начинают работать, как если бы нуждались в обратной связи, чтобы подтвердить необходимость так действовать. Былые связи теряются с годами или в течение несколько часов. Синаптическая память, сформированная в результате механизма долговременной памяти или депрессии, оставляет свой либо возбуждающий, либо тормозной след с помощью выделения соответствующего нейромедиатора (Carr, 2008a; Sheng, Kim, 2002). Карр выделяет около 50 различных нейромедиаторов, способствующих различным типам психосоциального поведения (Carr, 2008).

Библиография
- Carr, R. (2008a) “Neurotransmitters, Neuromodulators and Hormones: Putting It All Together” in Noah Hass-Cohen and Richard Carr (eds.) Art Therapy and Clinical Neuroscience, London and Philadelphia, Jessica Kingsley Publishers: 76-91.
- Cauli, O., Morelli, M. (2005) Caffeine and the Dopaminergic System” in Behavioral Pharmacology, 16: 63-77.
- Elzinga, B.M., Roelofs, K. (2005) “Cortisol-induced Impairments of Working Memory Require Acute Sympathetic Activation” in Behavioral Neuroscience, 119 (1): 98-103.
- Sapolsky, R. (2004a) “Stressed-out Memories: A Little Stress Sharpens Memory. But After Prolonged Stress, the Mental Picture Isn’t Pretty” in Scientific American Mind, 14(5): 28-34.
- Sheng, M., Kim, M.J. (2002) “Postsynaptic Signaling and Plasticity Mechanisms” in Science, 298: 776-780.
- Vance, R., Wahlin, K. (2008) “Memory and Art” in Noah Hass-Cohen and Richard Carr (eds.) Art Therapy and Clinical Neuroscience, Jessica Kingsley Publishers, London: 159-173.

 (из Н.М.Сланевская "Мозг, мышление и общество, часть 2, Санкт-Петербург, Центр Междисциплинарной нейронауки, 2012)

 

Социология социальных нейронаук

Социология социальных нейронаук изучает причины появления этих наук, влияние на общество и поведение нейроученых, что ими движет в принятии опредленных выводов, в выборе тем изучения и как осуществляется контроль за научными знаниями. Расцвет социальных нейронаук объясняется не только появлением новых технологических возможностей по изучению мозга с помощью сканирования, не причиняя вреда человеку, но видимо и потребностью общества в понимании причин учащения социальных конфликтов, роста преступности, а также потребностью в большей интеллектуальной отдаче со стороны человеческого потенциала и, очевидно, из-за провозглашенного процесса глобализации, который требует взаимопонимания со стороны людей вне зависимости от национальной и религиозной принадлежности. Моральный фактор является, пожалуй, решающим в определении поведения человека во всех сферах его деятельности и важным рычагом по управлению человеком и обществом, поэтому нейроморальность привлекла самое пристальное внимание. Нейроморальность - это область изучения нейрореакции человека на моральные проблемы, некоторые называют ее нейрофилософией. Следует отличать нейроморальность от нейроэтики, которая обычно подразумевает этическое поведение нейроученых и этическое использование достижений нейронауки в обществе. (Н.М.Сланевская "Мозг, мышление и общество, часть 2, 2012)

 

Технические проблемы изучения мозга

Мозг поглощает в состоянии покоя около 25% от всего количества потребляемого организмом взрослого человека кислорода (50% у маленьких детей). Даже кратковременное нарушение доставки кислорода кровью может вызвать необратимые изменения в нервных клетках, например в стволе головного мозга через 15-20 минут, а в коре больших полушарий уже через 5-6 минут. Энергозатраты мозга в сутки составляют одну шестую или одну восьмую энергозатрат всего организма. Основной источник энергии для мозговой ткани – это глюкоза. Требуется около 115 г глюкозы в сутки, которую мозг получает из крови. Активность нейронов сопровождается усилением в них синтеза белков.

До настоящего времени для изучения социальной когнитивности использовали фармакологические средства и психофизиологическую методику, которые коррелировали с социально-когнитивными явлениями, вызывая иммунный ответ, изменение гормонального уровня, сердцебиение, учащенное дыхание, или использовались другие периферические физиологические измерения. Эти измерения только косвенно отражали работу мозга, и нельзя было делать прямые выводы о нейрокогнитивной системе. Сейчас сканирование мозга позволяет определить нужную зону исследования с точностью до несколько миллиметров как в коре, так и в подкорковой зоне. Новые методы используются не только для изучения и подтверждения старого, но они иногда определяют область изучения, как например, изобретение телескопа в астрономии сделало переворот в самой астрономии. А в нейронауке изобретение томографов дало возможность изучать мозг напрямую и не только у больных. Появились социальные нейронауки, изучающие реакцию мозга у здоровых людей на социальные факторы. Нейронаука вносит вклад в изучение социальных вопросов благодаря знаниям о функционировании мозга, что помогает проверить гипотезы о процессах, лежащих в основе социальных явлений. Нейронаука дает описание функциональной нейроанатомии социальной когнитивности и эмоций и помогает найти источник – социальный фактор нейробиологического изменения.
Существуют старые и новые методы нейронаучного исследования.
Старые методы: (1) Психофизическое измерение - это простая и старая техника измерения психофизических индикаторов, таких как скорость биения сердца, давление крови, кожно-гальваническая реакция (потение ладоней), расширение зрачка (зрачок расширяется в ответ на возбуждение, включая денежное вознаграждение). Отрицательным моментом в этом измерении служит то, что измерения могут колебаться в зависимости от движения тела, и потом разные комбинации эмоций могут привести к похожей психофизической информации. (2) Естественная психопатология и повреждение мозга являются также старым методом изучения мозга. Хронические ментальные болезни, нарушение развития, дегенеративные болезни нервной системы, несчастные случаи, инсульты, которые поражают мозговые структуры, помогают выявить функцию поврежденной структуры, или вернее отсутствие этой функции после повреждения. Если человек больше не выполняет какого-то действия, то эта пораженная область мозга когда-то отвечала за это действие. (3) К старым относится и метод снятия электроэнцефалограммы, при котором используется наложение электродов на голову для измерения электрической активности, синхронизированной со стимулирующими событиями. У электроэнцефалографии временная резолюция (разрешение) очень хорошая (порядка одной миллисекунды), и можно непосредственно отслеживать нейронную активностью в отличие от измерения активности через поток крови. Но пространственная резолюция (разрешение) имеет существенный недостаток, так как можно измерить активность только с внешней стороны мозга.

Новые методы: (1) К сравнительно новым методам относится позитронно-эмиссионная томография, при которой активность нейронов измеряется с помощью введения радиоактивного раствора, который метаболизируется мозгом. Чем больше активизируется данная область мозга (требует большего притока крови) во время работы над выполнением задания, тем больше там присутствует радиоактивного вещества, и тем сильнее сигнал позитронно-эмиссионной томографии в этом месте. Данные ПЭТ показывают 30-процентное увеличение притока крови к мозгу во время размышления. ПЭТ может дать прямую информацию о разнице метаболической активности клеток мозга. (2) Функциональная магнитно-резонансная томография измеряет активность нейронов опосредованно через приток крови к активированной области (BOLD сигнал, blood-oxygen level-dependent ). Области мозга, выполняющие задание, используют больше кислорода (больший приток крови) и поэтому производят более сильный сигнал. И этот приток крови контрастирует с остальной мозговой тканью, то есть сканирование показывает контраст, базирующийся на уровне кислорода в крови, который необходим для усиленной активации какой-то части мозга. фМРТ не регистрирует нейронную активность непосредственно, фМРТ регистрирует ее опосредованно через доставку кислорода в нужную область при активации мозга. При обработке данных фМРТ часто используют единицу измерения, называемую вокселем (voxel). Воксел - от англ. voxel (volumetric pixel или volumetric picture element), образован от сочетания слов “объемный” (volumetric) и “пиксел” (pixel), является элементом объемного изображения и аналогом пикселов для трехмерного пространства. Воксельные модели часто применяются для визуализации и анализа медицинской информации. Функциональная магнитно-резонансная томография и позитронно-эмиссионная томография имеют более точную пространственную резолюцию, чем электроэнцефалография, но худшую временную резолюцию, потому что поток крови к нейроактивной области приходит с отставанием. Использование электроэнцефалографии и функциональной магнитно-резонансной томографии в сочетании друг с другом и статистическими методами может дать более точные результаты исследований. Миллионы нейронов должны выстрелить одновременно, чтобы осветить объем мозга, например размером с крупинку риса. Измерение активности происходит с задержкой, так как технические возможности позволяют сделать только одно сканированное изображение за две секунды, а это очень медленный темп для обычной активации нейронов за миллисекунды. Ломмель сравнивает это с чтением одного слова из тысячи непрочитанных слов (Lommel, 2007). фМРТ ничего не может сказать о содержании тех мыслей, которые проходят у нас в голове, но может сказать об эжмоциональной или когнитивной реакции на стимул. (3) Измерение одного нейрона требует другой технологии. Даже самая точная техника сканирования мозга измеряет только нейроцепи, состоящие из тысяч нейронов. Для того, чтобы измерить один нейрон, вставляются мельчайшие электроды в мозг, где каждый электрод измеряет электрическое выстреливание одного нейрона. Однако этот метод является инвазивным (электрод вводится внутрь мозга), и электрод при этом повреждает близлежащие нейроны, поэтому он используется, в основном, для экспериментов с животными или при лечении мозга. (4) Электрическая стимуляция мозга – это еще один метод изучения мозга. Электрическая стимуляция не популярна в социальных нейронауках и применяется для лечения. Эксперименты ставятся, в основном, на животных.
(5) Транскраниальная магнитная стимуляция использует пульсирующие магнитные поля, чтобы временно нарушить функцию мозга в определенных областях мозга. Разница поведения до такой блокады какой-то структуры мозга с определенной функцией и во время блокады показывает, какова же была в действительности функция этой структуры. Превосходство этой техники над сканированием мозга в том, что она непосредственно ведет к причинному выводу о том, как функционирует данная область. Однако эта техника ограничена корой головного мозга и, кроме того, может вызвать судороги и привести к другим длительным негативным последствиям.

Библиография
- Lommel, P. (2010) Consciousness Beyond Life. The Science of the Near-Death Experience, New York, HaperOne.
 (из Н.М.Сланевская "Мозг, мышление и общество, часть 2, Санкт-Петербург, Центр Междисциплинарной нейронауки, 2012)


Методологические и эпистемологические проблемы изучения мозга

Современная функциональная нейровизуализация имеет свои ограничения, так как большинство ее методов не измеряет нейронную активность прямо, а использует непрямые измерения (кровообращение, глюкозный метаболизм и т.д.). Помимо технических сложностей существует предостаточно методологических и эпистемологических проблем изучения мозга. Например, существует проблема определения базового (нейтрального) состояния мозга. При сравнении, например, “сердитый или не сердитый”, важно найти нейтральное состояние, так как от этого базового состояние зависит дальнейшее измерение. Сначала идет резкое падение уровня кислорода (из-за повышенного потребления кислорода активированным участком мозга), а затем следует пик доставки кислорода активированному участку, так как организм пытается компенсировать повышенное использование кислорода. Базовый (нейтральный) уровень, при котором нет активации, зависящей от задания, довольно трудно рассчитать, так как мозг всегда активный и социально мыслящий. Трудно спланировать такое окружение, которое “выключит” сначала интересующую экспериментатора область мозга для базового измерения, и трудно создать нейтральное для эксперимента состояние испытуемого, чтобы другие структуры не мешали измерению. Не совсем ясна и роль общего постоянного фонового состояния и его влияния на активность мозга в целом. Часто в экспериментах участвуют студенты университета, но существуют возрастные и личностные особенности, социальный опыт – все это оказывает влияние на реакцию человека и возбуждение мозга.
Одной из главных проблем для измерения и применения нейронаучного метода для изучения социальных вопросов является нейропластичность мозга. Во взаимосвязанном мозге повреждение одной области ведет к изменениям в другой области в силу нейропластичности. Происходит естественная реорганизация мозга. Надо учесть и индивидуальный стиль, историю развития. Определенную сложность представляет нахождение источников активации в мозге и соотнесения с психическими операциями. Методологически сложно определить соотношение между степенью сложности задачи (усилиями, необходимыми для ее решения) и силой сигнала, регистрируемой томографом, так как по мере ознакомления с задачей и ее освоением, сила сигнала обычно снижается. Если задача легкая для конкретного человека, не требующая его умственных усилий, то и сигнал может быть едва заметным для регистрации активации мозга. Надо учитывать, что многие психические процессы протекают автоматически без умственного напряжения, но они протекают. Как их тогда зарегистрировать? И не будет ли картина сканированного мозга и районов активации неточной и не отражающей автоматических процессов и всех задействованных на самом деле структур мозга?

Модулярная и распределённая модели. Хронические ментальные болезни (шизофрения), нарушение развития (аутизм), дегенеративные болезни нервной системы, несчастные случаи, инсульты, которые поражают мозговые структуры, помогают выявить то, за что отвечает данная область. Если человек больше не выполняет какого-то действия, то эта пораженная область мозга, очевидно, когда-то отвечала за это действие. Такой традиционный метод внес большой вклад в понимание когнитивной работы мозга. Появилась гипотеза о модулярном функционировании мозга: кора состоит из различных модулей, которые имеют четкие границы и весьма ограниченно взаимодействуют друг с другом. Нейроученые начали создавать карту коры с соответствующими модулями.Но появились и их оппоненты и предложили вместо модулярного подхода модель динамичных и распределённых нейронных ансамблей для изучения функций мозга, где для выполнения какой-то функции задействованы несколько структур мозга, а какие-то из них задействованы и в других функциях.
Леду описывает нейроархитектуру, как состоящую из несколько уровней:
(1) первичные сенсорные области, а затем ассоциативные области, каждая из которых организована как последовательная станция обработки информации от (2) унимодальных ассоциативных областей (первичные ассоциативные), связанных с первичными сенсорными, до (3) полимодальных ассоциативных и (4) супермодальных ассоциативных (LeDoux, 2000a; LeDoux, 2000b).
Голдберг предлагает распределённую модель с трехуровневой иерархией в коре (неокортексе) и называет ее градиентной моделью или когнитивным кортикальным градиентом (Голдберг, 2003).
Суть модели Голдберга в следующем. В задней части полушарий первый уровень иерархии состоит из первичных сенсорных проекционных зон, они зависят от стимула и имеют поточечную проекцию, при этом смежная область тела, получающая стимул, соответствует смежной области коры. Например, во фронтальной доле первый уровень иерархии представлен моторной корой, которая имеет такой же принцип, но только в моторной коре размер участка коры определяется важностью стимула (особенно большой участок коры для руки). Второй уровень иерархии состоит из областей коры, которые вовлечены в более сложную переработку информации. Голдберг называет первый уровень стимулотопическим (стимул и соответствующий участок коры), а второй уровень - это модально-специфические отделы ассоциативной коры (где каждая из областей коры все еще привязана к конкретной модальности). Третий уровень иерархии не связан какой-то одной модальностью. Функция коры третьего уровня заключается в интеграции приходящих сигналов от многих модальностей. Это гетеромодальная ассоциативная кора и включает нижневисочную кору, нижнетеменную кору и префронтальную. Голдберг утверждает, что, согласно этой методологической модели, представления о вещи в каждой категории распределяются в соответствии с ее различными сенсорными компонентами: зрительным, тактильным, звуковым и т.д. В случае ассоциативных агнозий (пациент забыл, что данный предмет относится к определенной категории предметов) способность воспринимать объект никогда полностью не разрушается, и пациент нормально видит, слышит и так далее, но не может назвать данный предмет. Человек со зрительной агнозией не может узнать предмет, когда смотрит на него, но узнает, когда касается его. Разрушена одна из сенсорных модальностей, и у него возникла проблема со всеми типами предметов в какой-то степени, зависящей от этой сенсорной модальности.
Вывод Голдберга: психическое представление о предмете не является модулярным, а являетсяраспределённым по разным сенсорным участкам и оно градиентное, так как области сенсорного восприятия передают информацию в зоны с более сложными ассоциативными связями. Кортикальная топография, например, языка распределена. Потеря предметных слов (или аномия на существительные) вызывается повреждением части височной доли, смежной со зрительной затылочной долей (объект, выраженный существительным, нужно сначала увидеть). В этих случая слова, обозначающие действия, сохранены. Потеря слов, обозначающих действия (аномия на глаголы) вызывается повреждением фронтальной доли, прямо перед моторной корой (так как слова, обозначающие действия приобретались вместе с действиями). Например, название инструментов (связаны как с предметами, так и с действиями) активизируют левые премоторные области, отвечающие за движение правой руки. Другими словами, знание слов не хранится в мозге в виде отдельного компактного языкового модуля (одной области) с полным запасом слов, а связано с несколькими областями, которые соответствуют разным сторонам физической реальности (Голдберг, 2003).

Помимо такого методологического диспута существует, наверно, более глобальная проблема сознания и мозга. Эпистемологический подход, применяемый к физическому материалу, стал утверждаться в сознании людей как возможный для применения и к мыслительной деятельности человека, т.е. к нематериальному аспекту. Такая эпистемология, взятая от физики, влияет на методологию изучения нематериального сознания, на выбор поля изучения, фактов и выводы. Каждая наука имеет специфический набор методов, которые характерны только для неё. Невозможно изучать, например, химию, используя методы литературного анализа или методы политологии. Если мы решим, что эпистемологически методы политологии годны для химии, то тогда надо сажать в тюрьму все химические вещества, используемые террористами. То же самое обстоит и с возможностью эпистемологического приравнивания методов нейробиологии к методам политологии и литературоведения. То, что эпистемологически верно для одной области, не подходит к другой. Эпистемология - это наука о том, является ли то, как мы изучаем, действительно правильным путем для получения истинных знаний о мире. Нейробиология - это знание о функционировании мозга и организма, поэтому и методы, используемые нейробиологией, предназначены для физической сути организма, которую можно измерить и которая занимает пространство в реальном мире. К этой категории относится мозг, а мысль не имеет ни пространства, ни материи, и ее нельзя измерить. Сканированный мозг может дать усредненное знание об “отпечатках” мыслительных процессов на нейронном уровне, но не о возникновении, происхождении и содержании мыслей. Несмотря на всевозможные материалистические объяснения возникновения мысли, пока еще никто не смог показать сам механизм возникновения нематериальной мысли из материальных нейронов.

Библиография
- LeDoux, J. (2000a) “Cognitive-Emotional Interactions: Listen to the Brain”, in R.D. Lane and L.Nadel (eds.) Cognitive Neuroscience of Emotion, New York: Oxford University Press: 129-155.
- LeDoux, J.E. (2000b) “Emotion Circuits in the Brain” in Annual Reviews Neuroscience, 23: 155-184.
- Голдберг, Э. (2003) Управляющий мозг: Лобные доли, лидерство и цивилизация, Москва, Смысл.

 (из Н.М.Сланевская "Мозг, мышление и общество, часть 2, Санкт-Петербург, Центр Междисциплинарной нейронауки, 2012)

 

Двойная зависимость  выводов от онтологической и эпистемологической позиций в социальной нейронауке

При чтении любой научной литературы, особенно связанной с социальными дисциплинами, следует определять:

  1. Онтологическую позицию автора (онтология – это теория о существовании), т.е. что, по мнению автора, действительно существует вне зависимости от нашего воображения и восприятия (“фундаменталистская” онтология), или что существует только из-за того, что общество захотело так думать (“антифундаменталистская” онтология) (Marsh, Furlong, 2002);
  2. Эпистемологический подход (эпистемология – это теория о знании), т.е. каким образом, с точки зрения автора, приобретаются истинные знания. Если воспользоваться общепринятой классификацией, то грубо ее можно подразделить на позитивистскую эпистемологию (основывается на причинных связях, прямом наблюдении, количественном анализе, создании объяснительных или предсказывающих моделей), интерпретистскую эпистемологию (основывается на идее, что мы никогда не сможем установить какой же наш мир в действительности с помощью наших знаний, мы можем только интерпретировать то, что видим, или понять наши собственные интерпретации мира в данный период времени) и структуралистскую эпистемологию, которая основывается на сочетании позитивистского подхода (прямом и непосредственном наблюдении, создании предсказывающей модели) и структуралистского подхода (существует видимая или невидимая для непосредственного наблюдения структура, которая, тем не менее, оказывает критически важное воздействие на наблюдаемые события, поэтому причину надо искать в невидимой структуре, чтобы объяснить наблюдаемые явления; простой количественный анализ наблюдаемых явлений не приведет к пониманию истинной причины);
  3. Методологию (система методов и принципов), т.е. нет ли противоречия принципов и методов в методологии автора, изучающего какое-то явление;
  4. Методы (метод – это способ достижения цели), т.е. надежны ли методы, которыми пользуется автор при изучении явления;
  5. Используемые теории при исследовании или создаваемые теории самим автором (теория – это система обобщенных знаний, которая дает интегральную картину наблюдаемых регулярных явлений), т.е. не использует ли автор те теории, которые нельзя использовать одновременно из-за их несовместимых онтологических позиций;
  6. Идеологию (идеология – это система политических, юридических, этических, религиозных и философских взглядов и идей, связанных между собой в одно целое, и которая влияет на поведение человека), т.е. как повлияли идеологические установки автора на его исследовательскую практику (на постановку вопросов или выбор явлений для исследования, на использование определенных теорий, на объяснение данных исследования).
  7. Воздействие на общество или возможное использование теоретических  выводов в реальной жизни.

Иногда онтологическая позиция автора требует соответствующей эпистемологии, методологии и теории. Например, для антифундаменталистской онтологии лучше подходит интерпретистская эпистемология, а для позитивистской эпистемологии - фундаменталистская онтология. Любой человек, живущий в обществе, придерживается какой-то идеологии, и она влияет даже на сам выбор предмета исследования и трактовку полученных данных в ходе исследования. Собственно этим вопросом и занимается социология науки. Идеология в широком понимании этого термина относится не только к политической жизни, но и ко всем аспектам социальной жизни.

Возьмем современную экономическую теорию рационального выбора и пример из нейроэкономики под названием HomoEconomicus и проанализируем по приведенной схеме.
Критика теории рациональого выбора. Известный современный экономист и философ, нобелевский лауреат, Амартия Сен (Amartya Sen) утверждает, что настоящее человеческое поведение редко бывает рациональным, и что последовательность, как признак рациональности, может характеризовать и иррациональность, если человек упорно продолжает делать то, что не может привести его к желаемой цели (Sen, 2005). Рациональность не может также служить эквивалентом максимизации своекорыстия. “Считать универсальную эгоистичность критерием рациональности явно абсурдно”, - пишет Сен (Sen, 2005: 16). Современная экономическая теория трактует отказ от эгоистичной заинтересованности (или своекорыстия), как проявление иррациональности мышления, а о моральном мышлении вообще умалчивает, и человек превращается из “Homo Sapiens” в “Homo Economicus”.
Согласно практическому пособию “Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders” американской психиатрической ассоциации по диагностике болезни “нарушение личности с антисоциальным поведением” (т. е. социопатология), больным можно считать того, кто показывает наличие трех из семи перечисленных ниже признаков социопатологии. Линн Стаут анализирует образ Homo Economicus по шкале признаков диагноза социопата и приходит к выводу, что созданный образ человека в рамках “Homo Economicus” - это социопат, т.е. патологический для социума элемент, который хочет обмануть, налгать, воспользоваться своим преимуществом, чтобы эксплуатировать другого (Stout, 2008). Вот признаки болезни (Stout, 2008: 159): 1. Несоблюдение социальных норм в рамках юридической ответственности, проявляемых в повторяемых действиях, которые служат основой для ареста; 2. Систематический обман, проявляемый в привычке лгать, использование вымышленных имен или жульничества для личной выгоды или удовольствия; 3. Импульсивность или невозможность планировать на будущее; 4. Раздраженность и агрессивность, проявляющиеся в физических драках и нападениях; 5. Безрассудное пренебрежение собственной безопасностью и безопасностью других; 6. Постоянная безответственность, проявляемая в повторяемом прерывании постоянной работы или безответственность по отношению к финансовым обязательствам; 7. Отсутствие угрызения совести, проявляемое в безразличии или в попытках найти рациональное объяснение своему воровству, нанесению обиды или плохому обращению с другим.

Что же можно выбрать для “Homo Economicus” из этого списка? Отсутствие угрызения совести (пункт 7)? Безусловно подходит, если он обидел или ввел в заблуждение кого-то, проталкивая свою собственную материальную выгоду (Stout, 2008). Безответственность и безрассудное пренебрежение безопасностью других (пункты 5 и 6)? Также подходит. Homo Economicus заботится только о себе и пренебрегает интересами других. Систематический обман (пункт 2)? Подходит. Homo Economicus счастлив лгать в любое время, если это служит его интересам. Несоблюдение социальных норм в рамках юридической ответственности (пункт 1)? Да, подходит для Homo Economicus. Когда возможно и где возможно он не станет их соблюдать, если рядом нет полиции (Stout, 2008). Таким образом, Homo Economicus в экономической неоклассической теории имеет целых пять пунктов из списка определения социопата согласно учебнику диагностики социопатологии, т.е. Homo Economicus – типичный социопат, другими словами, личность, опасная для общества без грамма совести, что характеризует любого социопата (Stout, 2008). Линн Стаут задает вопрос, почему же был создан такой образ Homo Economicus в экономической теории и отвечает: желания человека, подобного Homo Economicus, думающего только об умножении материальных богатств, легко просчитать и для просчета использовать математические формулы, которые придают теории наукообразный вид (Stout, 2008). Такая теория является умышленным игнорированием бескорыстного поведения и проявления совести. С другой стороны, люди верят в этот образ, так как проявление совести, как само собой разумеющееся, они не замечают

Как же выяснить, права ли Стаут или экономическая теория рационального выбора и мы все представляем действительно класс Homo Economicus?
Я, например, выбираю фундаменталистскую онтологию при рассмотрении существования в природе Homo Economicus: есть определенный процент людей, обладающих от природы чертами Homo Economicus, и у них есть определенные нейрофизиологические характеристики. Это небольшой процент, близкий к проценту социопатов в обществе и с похожими характеристиками. Мой эпистемологический подход – структуралистский. Именно существующая социально-экономическая и политическая организация общества приводит других нормальных людей к мышлению Homo Economicus, и они приобретают определенные нейрофизиологические характеристики природного Homo Economicus в силу нейропластичности мозга и экспрессии генов под влиянием созданных условий обитания. Эта категория людей производна от существующей социальной структуры, поэтому простой подсчет количества людей с характеристиками Homo Economicus не даст правдивой картины. Надо изменять структуру, чтобы понять количество природных и созданных структурой людей, ведущих себя, как Homo Economicus. Попробуем рассмотреть разные варианты онтологической и эпистемологической позиций на примере Homo Economicus в нейроэкономике.

Так как нейроэкономика - это междисциплинарная область то, на всю эту таблицу влияет также и онтологическая позиция, по которой нейроученый должен определиться в отношении вопроса сознания и мозга – дуалист, материалист, панпсихист и т.д. Онтологии А и Б в таблице возможны как при материалистической позиции, так и при дуалистической позиции на природу мышления и мозга (материалист утверждает, что существует только одна материалистическая субстанция – мозг, нейроны которого вырабатывают зависящее от них мышление; дуалист же считает, что существуют две независимые субстанции – материальный мозг и нематериальное мышление, которые взаимодействуют), однако при дуалистическом понимании человека удобнее пользоваться структуралистской эпистимологией, где за структуру, определяющую явления, можно взять мышление человека (моральное, социальное), или духовную атмосферу (культуру, религию, образование, политику), или какие-то производные материальные условия социальной жизни. Методология и методы изучения Homo Economicus нейроученым-материалистом и нейроученым-нематериалистом будут различаться.

Займем дуалистическую позицию по вопросу мозга и мышления: есть материальная субстанция и есть духовная субстанция. Мышление не есть продукт мозга, но мозг и мышление интерактивны и оказывают влияние друг на друга. Наше мышление функционирует как структура и оказывает определяющее влияние на все остальные стороны жизни, включая работу нейронов мозга. Мышление определяет социально-политическую и экономическую систему общества, которая, в свою очередь, оказывает влияние как структура на мышление человека и его поведение. Хотя, возможно панпсихизм более логичное объяснение мира (панпсихизм предполагает наличие, как материальной формы, так и сознания в каждой вещи, т.е. одушевленный и неодушевленный объект имеют и форму и сознание).

Представим связь всех аналитических элементов на примере логического рассуждения нейроученого-материалиста, который признает все материалистические постулаты.
Начнем с философского вопроса и выберем материалистическую философскую позицию на мозг и сознание и назовем ее материалистической идеологией. Вот примерный ход рассуждения в рамках фундаменталистской онтологии и позитивистской эпистемологии, характерной для материалистической позиции:
- за активацией нейронов следует мысль, т.е. мышление зависит от нейрофизиологического состояния мозга (материалистическая идеология);
- характеристика Homo Economicus – это характеристика нормального человека, и таких людей в мире большинство (фундаменталистская онтология);
- для того, чтобы доказать, что это так, лучше использовать позитивистскую эпистемологию. Надо подсчитать количество людей, живущих согласно соответствующим характеристикам Homo Economicus, и если их большинство, то Homo Economicus – это нормальный человек. Нужно показать причинную зависимость мышления от нейробиологической реакции (на наблюдаемых под сканером активированных структурах мозга) при соответствующих тестах в режиме онлайн и доказать, что обычный здоровый мозг соответствует  мышлению Homo Economicus (позитивистская эпистемология);
- используемый принцип методологии изучения – это зависимость мышления от работы мозга (методология);
- основные методы – сканирование мозга, изучение нейрохимического состава, степень прилива крови к активированным участкам мозга и соотнесение активированных участков с определенной мыслительной деятельностью, проявленной в экспериментах по решению экономических тестовых задач в рамках мышления Homo Economicus (методы);
- создание или использование теорий, объясняющих эту зависимость мышления от активации определенных структур мозга при решении экономических тестовых задач, и параллельно создание социально-экономических теорий, соответствующих интересам Homo Economicus, если количество таких людей достаточное и можно принять как норму, а не социопатологию (теоретическая база);
- если созданы научные теории, показывающие регулярность явлений и имеющие предсказательную силу, то социальную и экономическую политику следует строить на основе характеристик Homo Economicus. Для корыстного и расчетливого Homo Economicus, не знающего альтруистических порывов, сострадания и других моральных эмоций, важно поддерживать физическое здоровье, заниматься спортом, быть сытым, так как от этого зависит физиологическое состояние организма и нейронов, определяющих мыслительную деятельность и способность работать; политика государства не должна быть направлена на повышение образования людей как ценности самой по себе или развитие духовных качеств; главное внимание на приумножение материального благосостояния (импликация или последствия применения научного вывода в жизни общества).
Именно такая государственная политика и проводится в большинстве стран, хотя нейронаучные исследования показывают, что Homo Economicus на самом деле – это социопат, а не большинство людей.

Библиография
- Marsh, D., Furlong, P. (2002) “A Skin not a Sweater: Ontology and Epistemology in Political Science” in D. Marsh, D., Stoker, G. (eds.) Theory and Methods in Political Science, New York, Palgrave Macmillan: 17-44.
- Sen, A. (2005) On Ethics and Economics, Oxford, Blackwell Publishing.
- Stout, L.A. (2008) “Taking Conscience Seriously” in Paul J. Zak (ed.) Moral Markets. The Critical Role of Values in the Economy, Princeton University Press, Princeton and Oxford: 157-172.

 (из Н.М.Сланевская "Мозг, мышление и общество, часть 2, Санкт-Петербург, Центр Междисциплинарной нейронауки, 2012)

 

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ЦЕНТР МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОЙ НЕЙРОНАУКИ
 

| | ©2009 Н.М.Сланевская I