Szanowny Użytkowniku,

25 maja 2018 roku zaczyna obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia dyrektywy 95/46/WE (określane jako „RODO”, „ORODO”, „GDPR” lub „Ogólne Rozporządzenie o Ochronie Danych”). W związku z tym informujemy, że wprowadziliśmy zmiany w Regulaminie Serwisu i Polityce Prywatności. Prosimy o poświęcenie kilku minut, aby się z nimi zapoznać. Możliwe jest to tutaj.

Rozumiem

Reklama

Neurony ostateczne

Neurony ostateczne

15.08.2015
Czyta się kilka minut
Podobno odpowiadają za niemal wszystkie nasze funkcje poznawcze i to dzięki nim staliśmy się ludźmi. Neurony lustrzane: najgorętszy temat nauk o mózgu.
Fot. Kamila Zarembska
R

Rok 2000, najlepszy rok do czynienia wielkich przepowiedni. Vilayanur „Rama” Ramachandran, ekscentryczny badacz mózgu, człowiek, który zaczął leczyć bóle fantomowe lusterkiem, ulubieniec mediów, autor przełomowych prac, bohater filmów dokumentalnych i autor bestsellerów, genialny, kontrowersyjny i w powszechnej opinii lekko zwariowany, a więc najlepszy kandydat na naukowego wieszcza, stwierdza: „Przewiduję, że neurony lustrzane będą dla psychologii tym, czym DNA stało się dla biologii: dostarczą unifikującej ramy teoretycznej i pomogą wyjaśnić wiele zdolności mentalnych, które dotychczas wydawały się tajemnicze i pozostawały niedostępne w badaniach eksperymentalnych”.

Rok 2008. Marco Iacoboni, szanowany neuronaukowiec, w książce „Mirroring People” („Lustrzani ludzie”): „Osiągamy nasze niezwykle subtelne rozumienie innych ludzi dzięki pewnej kolekcji specjalnych komórek w mózgu nazywanych neuronami lustrzanymi. Są maleńkimi cudeńkami, które pozwalają nam jakoś przetrwać każdy dzień. Znajdują się w sercu tego, w jaki sposób poruszamy się przez nasze życia. Wiążą nas z innymi, mentalnie i emocjonalnie (...). Neurony lustrzane niewątpliwie dostarczyły, po raz pierwszy w historii, wiarygodnego neuropsychologicznego wyjaśnienia złożonych form poznania społecznego i społecznych interakcji”.

Rok 2014. Gregory Hickok, badacz mózgowych ośrodków mowy, w książce „The Myth of Mirror Neurons” („Mit neuronów lustrzanych”): „W czasie gdy kontynuowano intensywne badania teoretyczne nad podstawowymi zastosowaniami neuronów lustrzanych (rozpoznawanie czynności, mowa i język, teoria umysłu, empatia, autyzm), podniecenie opanowało całą społeczność akademicką (...). W potoku publikacji naukowych w ostatniej dekadzie neurony lustrzane były zamieszane m.in. w: czytanie z ruchów warg, jąkanie się, schizofrenię, imitację, bóle fantomowe, neurorehabilitację, hipnozę, niewłaściwą atrybucję gniewu w muzyce awangardowych jazzowych saksofonistów, orientację seksualną, palenie papierosów, przyjemność płynącą ze słuchania muzyki, postawy polityczne, rozpoznawanie wyrazów mimicznych, otyłość, wielkość erekcji, psychopatyczne zaburzenia osobowości, miłość, zarażanie się ziewaniem, umiejętności kierownicze, samoświadomość stanów emocjonalnych, »naszą estetyczną odpowiedź na sztukę, muzykę i literaturę, dynamikę odbioru u widza i opór wobec totalitarnych ruchów masowych«, komunikację na linii matka–dziecko i przetwarzanie emocji, przyjemność płynącą z oglądania sportu, masową histerię, nadużywanie narkotyków, kumoterstwo, przywiązanie matki do dziecka, skuteczność grupowej psychoterapii, ocenę ryzyka, sny o poruszaniu się osób sparaliżowanych (...), samoświadomość u delfinów”.
Proroctwo Ramachandrana spełniło się więc z nawiązką. Ale czy nie była to po prostu samospełniająca się przepowiednia?

Małpka widzi – małpka robi

Początek lat 90. ubiegłego wieku, Uniwersytet w Parmie, laboratorium Giacoma Rizzolattiego. Grupa naukowców bada aktywność pojedynczych neuronów kory ruchowej (z tzw. obszaru F5) u osobników z gatunku makak lapunder (Macaca nemestrina) podczas wykonywania różnych czynności dłońmi: chwytu małych lub dużych obiektów, rozrywania czegoś itd. Badana małpa siedzi skrępowana w fotelu, a w jej mózgu tkwią precyzyjnie wprowadzone mikroelektrody. Pewnego dnia, jak wspominał w rozmowie przy okazji konferencji w Centrum Kopernika, członek zespołu Rizzolattiego, Giuseppe di Pellegrino: „Któryś z nas, znajdując się dość daleko od małpy, ale w zasięgu jej wzroku, po prostu sięgnął po kawałek jabłka – wtedy rozległ się dźwięk aparatury oznajmiający aktywację jakiegoś neuronu z obszaru F5. Tylko że to były neurony ruchowe – nie powinny aktywować się na widok jakiejś czynności, ale wtedy, gdy małpa sama taką czynność wykonuje. Zaskoczeni przeprowadziliśmy więcej testów i odkryliśmy wiele takich neuronów. Ale dopiero później uświadomiliśmy sobie znaczenie tego zjawiska”.

Komórki te nazwane zostały neuronami lustrzanymi (mirror neurons, MNs), bo zdawały się jak w lustrze odbijać czynności wykonywane przez inne osoby. Poza nimi uczeni z Parmy zidentyfikowali także neurony kanoniczne – takie, które reagowały na określone czynności oraz na widok obiektu, na którym konkretną czynność można wykonać – np. na widok rodzynka oraz podczas precyzyjnego chwytania, zazwyczaj wykonywanego kciukiem i palcem wskazującym.
Co w tym wszystkim nadzwyczajnego? Tradycyjne teorie psychologiczne zakładały wyraźny podział pomiędzy trzema podstawowymi funkcjami umysłu: percepcją, poznaniem („myśleniem”) i ruchem. Neurony lustrzane i kanoniczne, które reagowały na dwie różne modalności – wykonywanie ruchu i sam widok czegoś (ruchu lub obiektu) – zdawały się łączyć przynajmniej dwie z tych władz umysłu: percepcję i działanie. Potem odkryto trójmodalne MNs – aktywowały się wtedy, gdy małpa rozdzierała kartkę papieru (ruch), gdy widziała, jak ktoś inny to robił (wzrok), jak i wówczas, gdy jedynie słyszała dźwięk rozdzierania papieru (słuch). Te odkrycia ekscytowały naukowców i filozofów, ponieważ mogły rzucić wiele światła na ewolucyjną historię mózgu. A to dużo by powiedziało o „ludzkiej naturze”. Ale najpierw należało potwierdzić istnienie neuronów lustrzanych u ludzi.

Nie jest to takie proste: mózg człowieka składa się z ok. 86 mld neuronów – to prawie 20 razy tyle, co w mózgu makaka. Ze względów etycznych nie można tak po prostu wszczepiać do niego mikroelektrod i sprawdzać po kolei, czy jakaś komórka nie zachowuje się jak neuron lustrzany. Takie inwazyjne badania wykonuje się tylko przy okazji – u pacjentów (za ich zgodą), którzy z przyczyn medycznych musieli przejść zabiegi na otwartym mózgu. Zanim udało się w ten sposób potwierdzić istnienie MNs u ludzi, uczeni opierali się na bardziej zawodnych danych. Stosując nieinwazyjne metody neuroobrazowania – np. funkcjonalny rezonans magnetyczny – zidentyfikowano stosunkowo małe obszary mózgu (ale i tak złożone z milionów komórek nerwowych), które w całości zachowywały się tak, jakby tworzone były przez neurony lustrzane.

Teoria teorię pogania

Jeden z takich obszarów wchodził w skład regionu Broki, związanego z posługiwaniem się językiem – mową lub językiem migowym. Nie było to wielkim zaskoczeniem, ponieważ ośrodek Broki uznawany był za odpowiednik obszaru F5 u makaków. Odkrycie to zainspirowało różnych uczonych, m.in. Michaela Arbiba, który zaproponował teorię ewolucji „mózgu przygotowanego na język”. Według tej koncepcji system neuronów lustrzanych rozwijał się przez miliony lat ewolucji, tworząc specyficzną infrastrukturę mózgową, wykorzystaną później w nowatorski sposób, gdy ludzie kulturowo wynaleźli symboliczny język [więcej o tej koncepcji w artykule „Korzenie języka”, „TP” 19/2014 – red.].

W innym kierunku poszedł Vittorio Gallese – według niektórych przekazów to właśnie on sięgnął po historyczny kawałek jabłka na oczach makaka. Podobnie jak cytowany wcześniej Iacoboni, zastanawiał się, w jaki sposób ludzie zdolni są do „czytania komuś w myślach” (mind reading), czyli do rozumienia, że ktoś kieruje się danymi intencjami czy przekonaniami. Że nie jest po prostu robotem albo zombie, tylko posiada stany umysłowe [zob. również „Mentor umysłów, „TP” 27/2015]. Gallese spopularyzował ideę tzw. symulacji, zgodnie z którą neurony lustrzane pozwalają nam przyjmować cudzą perspektywę, „wskoczyć w czyjąś skórę”. Gdy widzimy, że ktoś uśmiecha się z radości, marszczy brwi z irytacji albo wykrzywia twarz z obrzydzenia – to w naszych mózgach uruchamiają się m.in. te neurony (lustrzane), które aktywują się także wtedy, gdy sami takie emocje przeżywamy.

Daje nam to nie tylko rodzaj wglądu w cudze umysły – czyli tzw. teorię umysłu – ale, jak podkreśla znany badacz autyzmu Simon Baron-Cohen, stanowi także podstawę empatii i współczucia. Dzięki MNs cudze emocje stają się naszymi. Cieszymy się więc radością innych ludzi i współodczuwamy ich ból. Bez tego mechanizmu nie postrzegalibyśmy siebie nawzajem jako bliźnich, tylko jako konkurentów w walce o ograniczone zasoby. Bylibyśmy zdolni do największych przestępstw i podłości [zob. „Skala dobra i zła”, „TP” 35/2014]. Czyli: żegnaj współpraco, żegnaj moralności.

Na poparcie tej koncepcji często przytacza się odkrycie specyficznych neuronów lustrzanych w części mózgu zwanej przednim zakrętem kory obręczy (anterior cingulate cortex, w skrócie ACC). Komórki z tego obszaru aktywowały się, gdy pacjent otrzymywał zastrzyk, a także wtedy, gdy jedynie oglądał, jak ktoś inny jest boleśnie kłuty igłą. Nawiązując do tego zjawiska, Ramachandran nazwał neurony lustrzane „komórkami Gandhiego”, co oczywiście szybko podchwyciły różne media.

Ale medialną sławę zyskało jeszcze inne określenie neuronów lustrzanych użyte przez Ramachandrana – „komórki, które ukształtowały naszą cywilizację”. Tym razem wcale nie musiała to być przesada.

Cywilizacja powstawała krok po kroku. Wszystkie nasze produkty kulturowe – zarówno przedmioty, jak i użyteczne konwencje, np. język czy matematyka, oraz praktyki społeczne – mają swoją historię, tworzoną przez genialne jednostki, które udoskonalały kulturowe wynalazki. Ten stopniowy rozwój – tzw. kumulatywna ewolucja kulturowa – wymaga specyficznego mechanizmu, który sprawia, że kolejne pokolenia nie cofają się do poprzedniego stadium ewolucji kulturowej. Nie muszą wynajdywać koła na nowo. Według psychologa Michaela Tomasella takim kluczowym mechanizmem jest zdolność do uczenia się przez naśladowanie, która występuje już u małych dzieci. A imitacja, według wszelkiego prawdopodobieństwa, opiera się właśnie na mechanizmie działania neuronów lustrzanych.
Jeśli więc zebrać najważniejsze teorie zaproponowane przez wybitnych uczonych, neurony lustrzane odpowiadają jednocześnie za teorię umysłu, język i empatię, w dodatku – dzięki imitacji – odegrały kluczową rolę w ewolucji naszego gatunku. Nic dziwnego, że trudno sobie wyobrazić książkę o mózgu, w której zabrakłoby rozdziału poświęconego MNs. Nie tylko wywołały poruszenie wśród uczonych, ale i weszły do popkultury: w jednym z odcinków serialu „Hannibal” konsultant FBI Will Graham tłumaczy, że potrafi doskonale wczuwać się w sposób myślenia morderców, ponieważ posiada wiele neuronów lustrzanych. Jeśli Vittorio Gallese ogląda ten serial, musi być zachwycony.

Ale czy to możliwe, by odpowiadały one za te wszystkie zjawiska i zdolności?

Ucieleśniony czy obliczeniowy

Dzięki cytowanej na początku książce Greg Hickok wyrósł na lidera „obozu sceptyków”, zresztą całkiem licznego. Do tego grona zaliczyć trzeba także m.in. filozofkę Patricię Churchland oraz kognitywistę Stevena Pinkera, autorów wielu książek o umyśle i ludzkiej naturze. Nie podważają oni istnienia MNs u ludzi, ale nawołują do ostrożności przy interpretacji wyników eksperymentów. To oczywiście dobre dla samej neuronauki, która w wielu przypadkach niebezpiecznie zbliża się do nieskrępowanej spekulacji. A to przecież dla każdej dyscypliny ślepa uliczka.

Część zarzutów Hickoka jest całkowicie niekontrowersyjna. Podkreśla on na przykład, że nie wystarczy powiedzieć, iż za jakieś zjawisko odpowiadają neurony lustrzane, bo jeśli faktycznie zjawisk tych jest tak dużo, odwołanie się do nich właściwie niewiele daje. To tak, jakby powiedzieć, że posługujemy się językiem i jesteśmy empatyczni, ponieważ mamy mózgi. A to niezbyt odkrywcze. Na tym właśnie polega grzech proroctwa Ramachandrana: za jego sprawą neurony lustrzane stały się czymś w rodzaju „teorii ostatecznej”, na wzór tej poszukiwanej przez fizyków. Zaczęto wierzyć, że odwołanie się do MNs jest wystarczającym wyjaśnieniem dowolnie złożonych zjawisk.

Ale cała dyskusja ma jeszcze głębszy wymiar, dotyczący pojmowania tego, jak działa mózg i umysł. Hickok czy Pinker (zresztą autor książki pt. „Jak działa umysł”) są zwolennikami idei, zgodnie z którą umysł porównać można do zbioru programów komputerowych, a mózg – do fizycznych komponentów komputera. Mózg miałby dokonywać obliczeń niczym procesor, wykonując instrukcje zawarte w „programach” – różnych „modułach” umysłu. Wszystkie te moduły miałyby powstać na drodze „normalnej”, biologicznej ewolucji, czyli poprzez dziedziczone mutacje genetyczne, rozwiązujące jakieś problemy adaptacyjne. Np. moduł językowy pozwalał sprostać wymaganiom współpracy w grupie, a moduł rozpoznawania twarzy – odróżniać „swoich” od „obcych”.

Ten tzw. komputacyjny czy obliczeniowy paradygmat i związaną z nim modularną wizję umysłu w ostatnich dekadach XX wieku zakwestionowali niektórzy językoznawcy (m.in. George Lakoff), filozofowie (Mark Johnson), psycholodzy poznawczy (Eleanor Rosch, Lawrence Barsalou) i kognitywiści (np. Stevan Harnad). Zwrócili oni uwagę, że w paradygmacie obliczeniowym brakuje czegoś ważnego: mechanizmu, który mógłby zakorzenić czy ugruntować obliczenia dokonywane przez umysł w naszych doświadczeniach i interakcjach ze światem.

Takim mechanizmem, według zwolenników tzw. paradygmatu umysłu ucieleśnionego, jest ucieleśniona symulacja. Wykorzystuje ona te same części mózgu, które służą do percepcji (kora wzrokowa) i akcji (kora ruchowa), do wyobrażania sobie czegoś, planowania, rozumienia języka – czyli: do szeroko rozumianego myślenia. Ten mechanizm zasypuje więc całkowicie rzekomą przepaść między percepcją, poznaniem i ruchem. Według zwolenników tej teorii zarówno wtedy, gdy sami kopiemy piłkę, gdy tylko oglądamy kopnięcie piłki, gdy słyszymy odgłos kopniętej piłki, a nawet gdy po prostu wyobrażamy sobie kopnięcie piłki lub gdy czytamy słowo „kopać”, zawsze aktywuje się część tych samych neuronów z obszaru kory ruchowej. Rzecz jasna – miałyby to być neurony lustrzane.

Hickok naturalnie nie zgadza się z ideą ucieleśnionej symulacji. Uważa, że neurony lustrzane wcale nie stanowią na nią dowodu. Twierdzi, że symulacja niczego nie wyjaśnia, bo na najbardziej fundamentalnym poziomie – pojedynczych neuronów – tak czy siak dokonywane są obliczenia. Symulacja, walcząc z obliczeniową teorią umysłu, nie proponuje niczego więcej jak „ugruntowanie” myślenia m.in. w korze motorycznej, która sama dokonuje obliczeń.

Wydaje się, że Hickok zarówno ma rację, jak i się myli. Ma rację, ponieważ ucieleśniona symulacja nie jest ostatecznym możliwym, ani nawet całkowicie zadowalającym wyjaśnieniem działania mózgu i umysłu. Ale myli się, że odwołanie do niej niczego nie zmienia. Zmienia sporo, bowiem z obliczeniowym paradygmatem umysłu wiąże się wiele twierdzeń ewolucyjnych i filozoficznych, które w świetle współczesnych odkryć naukowych są już nie do utrzymania.
Wygląda więc na to, że neurony lustrzane mają w sobie coś ostatecznego. Bo ostatecznie nie wiadomo, co o nich myśleć. ©
 

DO CZEGO SŁUŻĄ NEURONY LUSTRZANE?

Giacomo Rizzolatti: Pozwalają nam rozpoznawać cudze czynności i je naśladować.
Michael Arbib: Odegrały rolę w ewolucji „mózgu przygotowanego na język”.
Vittorio Gallese: Stanowią podłoże ucieleśnionej symulacji, która gwarantuje nam teorię umysłu.
Benjamin Bergen: Stanowią podłoże ucieleśnionej symulacji, która kryje się za rozumieniem języka.
Vilayanur Ramachandran: Stanowią m.in. podłoże imitacji, więc pozwoliły zbudować naszą cywilizację.
Simon Baron-Cohen: Odpowiadają za empatię, a ich uszkodzenie powoduje autyzm lub psychopatię.
Gregory Hickok: Nie wiadomo, ale na pewno nie do tego, do czego wszyscy myślą, że służą.

Czytasz ten tekst bezpłatnie, bo Fundacja Tygodnika Powszechnego troszczy się o promowanie czytelnictwa i niezależnych mediów. Wspierając ją, pomagasz zapewnić "Tygodnikowi" suwerenność, warunek rzetelnego i niezależnego dziennikarstwa. Przekaż swój datek:

Autor artykułu

Filozof i kognitywista z Centrum Kopernika Badań Interdyscyplinarnych oraz redaktor działu Nauka „Tygodnika”, zainteresowany dwiema najbardziej niezwykłymi cechami ludzkiej natury: językiem...

Dodaj komentarz

Usługodawca nie ponosi odpowiedzialności za treści zamieszczane przez Użytkowników w ramach komentarzy do Materiałów udostępnianych przez Usługodawcę.

Zapoznaj się z Regułami forum

Jeśli widzisz komentarz naruszający prawo lub dobre obyczaje, zgłoś go klikając w link "Zgłoś naruszenie" pod komentarzem.

Zaloguj się albo zarejestruj aby dodać komentarz

© Wszelkie prawa w tym prawa autorów i wydawcy zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów i innych części czasopisma bez zgody wydawcy zabronione [nota wydawnicza]. Jeśli na końcu artykułu znajduje się znak ℗, wówczas istnieje możliwość przedruku po zakupieniu licencji od Wydawcy [kontakt z Wydawcą]