Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Zrcadlové neurony ve zdraví a nemoci

Publikováno: Vesmír 95, 280, 2016/5

Zrcadlové neurony, jeden z nejvýznamnějších objevů neurověd posledních desetiletí, byly původně nalezeny v mozku makaků. Moderní neurozobrazovací metody dokázaly jejich existenci i u lidí. Jak fungují ve zdravém – ale i nemocném mozku?

Název zrcadlové neurony je odvozen z jejich schopnosti „zrcadlit“ akce ostatních. Výzkum ukázal, že se aktivují nejen tehdy, když opička provádí záměrný pohyb, například úchop, ale i tehdy, když takovou akci jen pozoruje, ví o ní nebo slyší zvuk, který ji doprovází. Existence zrcadlových neuronů u lidí teď otevírají cestu k odpovědi na otázku, jež filozofy a psychology trápila po staletí: jakým způsobem (na základě jakých neuronálních mechanismů) dokážeme porozumět jednání ostatních? Zřejmě tak, že prožíváme, jak bychom se během tohoto jednání sami cítili.

První důkazy u lidí

Při výzkumu lidských zrcadlových neuronů se uplatňují především neinvanzivní techniky, například transkraniální magnetická stimulace, umožňující aktivně stimulovat určité oblasti mozku, a funkční magnetická rezonance, podávající zprávu o chování mozku v čase. Díky prvně jmenované technice byl předložen první důkaz neurofyziologického charakteru: motorické programy (abstraktní reprezentace pohybu obsahující vše, co s provedením pohybu souvisí) jsou ovlivněny pozorováním akcí ostatních lidí. Jeden z nejilustrativnějších experimentů prokázal, že pozorování určité akce zvyšuje motorické evokované potenciály (změny aktivity nervového systému vzbuzené zásahem zvenčí) týchž svalů, které by se při ní zapojily. Pozorování tedy pravděpodobně aktivuje stejné neurony, které by se případně prováděné akce účastnily. Percepce je propojena s akcí podobně jako v opičím mozku.

Neurozobrazovací metody a především magnetická rezonance tedy umožnily experimentálně lokalizovat i tzv. oblasti se zrcadlovými charakteristikami (obr. 1).

Chápeme co, ale i proč

Zrcadlové neurony pracují jako funkční systém a k porozumění pozorované akci pravděpodobně využívají vlastní zkušenost. Nejdůležitější tři otázky pro výzkum znějí: Jaké procesy kóduje tento systém zrcadlových neuronů? Jak je zapojen v procesech komunikace, jazyka, sociální interakce? Mohou být tyto principy rozšířeny i na termíny emocí, prožitků, myšlenek?

Když pozorujeme akci (třeba jak někdo zvedá hrnek), nechápeme jen to, co dělá, ale i proč. Zrcadlové neurony dokážou situace od sebe na základě kontextu často rozeznat. Odliší, zda hrnek zvedáme, abychom ho uklidili, či kvůli tomu, že se chceme napít. Z jistého experimentu na magnetické rezonanci vyplynulo, že při vytváření úsudku (o záměrech druhého) vzrůstá aktivita mozku v pravé frontální oblasti (systém zrcadlových neuronů). V komplexních situacích tak zrcadlový mechanismus dokáže navíc předpovědět výsledek pozorované akce.

Přestože o neurofyziologickém podkladu uvažování zatím nevíme prakticky nic, údaje získané při experimentech s opicemi naznačují, že existuje jistý mechanismus, který by mohl teoreticky vysvětlit úlohu zrcadlových neuronů v porozumění záměrům.

Motorické akce jsou u opic navzájem propojeny a tvoří okruhy sjednocující určité jejich typy přidružené ke konkrétním akcím. Tyto okruhy mohou být naplno aktivovány pozorováním jediné akce z tohoto okruhu, čímž subjekt získá „vnitřní kopii“ budoucí akce a může tak pochopit, co bude asi následovat. Například v případě, že jedna opice vidí jinou, jak se natahuje pro něco k snědku, dokáže porozumět tomu, že je vedena hladem a že po natáhnutí se jídlo uchopí a nakonec dopraví k ústům, aby se nasytila. Ve prospěch existence podobného mechanismu u lidí hovoří elektromyografický výzkum, zachycující signály vycházející ze svalstva. Při pozorování akce složené z několika pohybů se svaly zapojené v závěrečné nebo celkové akci aktivují již během sledování pohybu prvního. To naznačuje, že zrcadlové neurony poskytují subjektu přístup ke „kopii“ celé akce a to mu umožní porozumět záměrům vedoucím k akci.

Kdykoli lidé spolupracují na dosažení cíle, do jejich interakce vstupuje důležitá součást – interakce sociální. Sociální partneři musí stále mít na paměti jak cíl akce, tak pravidla situace. Systém zrcadlových neuronů mezi nimi vytváří reciproční pouto: během většiny sociálních interakcí není přítomen pouze jediný agent (konající) a jediný pozorovatel. Všichni zúčastnění se chovají v souladu se zdroji a cíli sociální situace. Tuto reciprocitu je velmi důležité studovat a k tomu se systém zrcadlových neuronů výtečně hodí, předpokládá se jeho aktivní zapojení v sociálních a poznávacích procesech. Sociální kognice zahrnuje získávání informací, jejich interpretaci a vytváření odpovědí na záměry, názory a chování ostatních a tvoří základ pro sociální interakci. Sociální fungování člověka tedy závisí na tom, jak v sociálním kontextu přemýšlí sám o sobě i ostatních.

Tzv. teorie mysli je schopnost porozumět stavům, záměrům jiné osoby, činit vnější svět psychickým a dokázat s ním na této úrovni pracovat. Tato schopnost zastřešuje širokou paletu nadání – třeba porozumět falešnému přesvědčení, narážce, metafoře, ironii či chybě. Má zřejmě motorický základ, což hovoří ve prospěch účasti zrcadlových neuronů na ní. Oblasti mozku v ní angažované a systém zrcadlových neuronů se navíc překrývají. Jak je tomu u duševně nemocných?

Schizofrenie a zrcadlové neurony

Schizofrenie se objevuje přibližně u jednoho procenta celosvětové populace a je charakterizována mimo jiné vážným narušením vnímání (halucinace) a myšlení (bludy), změnami emocí a sociální stažeností. Doprovázejí ji často také poznávací deficity a změny sociální kognice, které mohou mít vážný vliv na začlenění člověka do společnosti. Schizofrenii doprovází i poškození systému zrcadlových neuronů. Mozek člověka se schizofrenií je při vykonávání pohybu méně aktivní – nikoli však, když stejný pohyb pozoruje. Existuje hypotéza, že zdravé subjekty dokážou mít během vykonávání akce stále na paměti to, co je k ní vedlo i jakého výsledku tím chtějí dosáhnout. To jim dovoluje porovnat skutečný výsledek akce s tím, co očekávali. Pacienti se schizofrenií mohou mít ale „se sledováním svých vlastních stop“ problémy, a tak pro ně může být obtížné rozpoznat, k čemu akce vede a jaké záměry za ní stojí – nemohou pozorované prostě porovnat s vlastní (motorickou) zkušeností.

Schopnost porozumět druhým (již zmíněná teorie mysli) se u schizofrenie obvykle posuzuje pomocí testů hodnotících chápání vztahů mezi lidmi v různých sociálních situacích, včetně vyvozování závěrů z předpokládaných záměrů a přesvědčení ostatních, rozpoznávání sarkasmu, lží a podobně. Pacienti se schizofrenií mívají v takových úlohách obvykle potíže a jejich narušené rozpoznávání záměrů ostatních bývá považováno za jeden ze základních znaků tohoto onemocnění.

Podle některých autorů jsou sociálně-kognitivní funkce řízeny stejnými částmi mozku, které jsou při schizofrenii často vystaveny strukturnímu i funkčnímu ohrožení. To může naznačovat určité společné biologické mechanismy změn sociálního fungování a vzniku psychózy.

A co dál?

Objev zrcadlových neuronů vnesl do uvažování o lidské komunikaci a sociální interakci novou perspektivu: Jak se vlastně mohou lidé dorozumívat na neuronální úrovni? V současné fázi výzkumu se největší zájem obrací k sociální kognici, která nebyla dosud uspokojivě prostudována.

S ohledem na roli zrcadlových neuronů v jednotlivých vyšších poznávacích funkcích by se měl výzkum zaměřovat na to, jak se neuronální dysfunkce může projevit na úrovni chování. Budoucí výzkum tak před sebou má (minimálně) tři otázky: Zakládá se dysfunkce zrcadlových neuronů na nesprávném kódování záměrů druhých osob (což může vést k obtížím v sociální interakci až k sociálnímu vyloučení)? Souvisí tato dysfunkce s jazykovým zpracováváním? Je klíčová pro vznik schizofrenie, či tu jde spíše o průvodní jev vznikající v důsledku primárního poškození mozku?

Rovněž dosud nevíme, zda je mechanismus zrcadlových neuronů vrozený, či získaný zkušeností. Existuje totiž dostatek důkazů, že tento systém je extrémně plastický a určité motorické akce dokáže jeho reakce ovlivnit. Tvorba vzpomínek na určitou akci může být například současným sledováním a prováděním určité akce značně posílena. To se týká především komplexních motorických akcí, jako je tanec. Například na počátku tanečních se dívky a chlapci musí dívat na vedoucí taneční pár, aby vůbec porozuměli tomu, co se od nich chce, ale sílícím propojením vizuálního podnětu s vlastním pohybem jsou (v ideálním případě) v průběhu času stále více schopni tančit sami. Zrcadlová aktivita může být usnadněna i učením. Relativně krátký senzomotorický trénink (aktivní pohyb ukazováčku během sledování pohybu malíčku) je pro změnu odpovědi zrcadlových neuronů dostačující. To, že dokážeme systém zrcadlových neuronů ovlivnit učením, hovoří ve prospěch zahrnutí motorického tréninku do léčby schizofrenie a dalších duševních a behaviorálních poruch, které se pojí s dysfunkcí zrcadlových neuronů. Námětů pro další výzkum je mnoho a možnosti využití jeho výsledků jsou skutečně široké. Ještě hodně toho čeká na své odhalení.

Literatura

Rizzolatti G. a kol.: Premotor cortex and the recognition of motor actions. Cognitive brain research 3(2), 131, 1996.

Ramachandran V. S.: Mirror neurons and imitation learning as the driving force behind “the great leap forward” in human evolution. Edge Website article http://www.edge.org/3rd_culture/ramachandran/ramachandran_p1.html, 2000.

Fadiga L. a kol.: From hand actions to speech: Evidence and speculations. Sensorimotor Foundations of Higher Cognition 22, 409, 2008.

Gallese V., Goldman A.: Mirror neurons and the simulation theory of mind-reading. Trends in cognitive sciences, 2(12), 493, 1998.

Brüne M.: “Theory of mind” in schizophrenia: a review of the literature. Schizophrenia Bulletin 31(1), 21, 2005.

Soubory

článek ve formátu pdf: V201605_280-281.pdf (420 kB)

Diskuse

Žádné příspěvky