ИЗУЧЕНИЕ АКТИВНОСТИ ЗЕРКАЛЬНЫХ НЕЙРОНОВ У ЧЕЛОВЕКА ПРИ ВОСПРИЯТИИ КОРОТКИХ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ
|
Список сокращений 3
Введение 4
1 Современные данные о роли зеркальных нейронов в когнитивных
процессах 7
1.1 ЭЭГ-корреляты активности зеркальных нейронов 7
1.2 Подражание, эмпатия, язык 9
1.3 «Понимание чужого сознания» и аутизм 16
2 Методы исследования активности зеркальных нейронов 23
2.1 Предварительное обследование 23
2.2 Основной эксперимент 23
3 Результаты и обсуждение 25
3.1 Изучение спектральных характеристик ЭЭГ и корковых
взаимодействий на частоте мю-ритма при наблюдении за произнесением неэмоционального слова 25
3.2 Изучение спектральных характеристик ЭЭГ и корковых
взаимодействий на частоте мю-ритма при произнесении неэмоционального слова 27
3.3 Изучение спектральных характеристик ЭЭГ и корковых
взаимодействий на частоте мю-ритма при мысленном воспроизведении неэмоционального слова 29
3.4 Обсуждение полученных результатов 32
Выводы 34
Список использованной литературы
Введение 4
1 Современные данные о роли зеркальных нейронов в когнитивных
процессах 7
1.1 ЭЭГ-корреляты активности зеркальных нейронов 7
1.2 Подражание, эмпатия, язык 9
1.3 «Понимание чужого сознания» и аутизм 16
2 Методы исследования активности зеркальных нейронов 23
2.1 Предварительное обследование 23
2.2 Основной эксперимент 23
3 Результаты и обсуждение 25
3.1 Изучение спектральных характеристик ЭЭГ и корковых
взаимодействий на частоте мю-ритма при наблюдении за произнесением неэмоционального слова 25
3.2 Изучение спектральных характеристик ЭЭГ и корковых
взаимодействий на частоте мю-ритма при произнесении неэмоционального слова 27
3.3 Изучение спектральных характеристик ЭЭГ и корковых
взаимодействий на частоте мю-ритма при мысленном воспроизведении неэмоционального слова 29
3.4 Обсуждение полученных результатов 32
Выводы 34
Список использованной литературы
Изучение роли зеркальных нейронов является актуальной проблемой современной психофизиологии. Зеркальные нейроны - это нейроны, которые возбуждаются как при выполнении определённого действия животным или человеком, так и при наблюдении за выполнением того же самого действия другой особью.
Этот термин был предложен группой итальянских нейрофизиологов под руководством Джакомо Ридзолатти в середине 1990-ых годов для обозначения нейронов, найденных в премоторной коре головного мозга макак методом введения микроэлектродов [1]. Изначально их обнаружили в покрышечной части нижней лобной извилины (зоне F5 у макак или поле 44 по Бродману), затем в нижней теменной доле (поле 40 по Бродману) и верхней височной борозде (поля 22 и 38 по Бродману). Последующие исследования с применением современных методов нейровизуализации (ПЭТ, фМРТ) подтвердили существование таких нейронов и у человека. В ходе этих исследований было установлено, что во время наблюдения за действиями других людей активируется передняя часть нижнетеменной коры и нижняя часть прецентральной извилины, а также задняя часть нижнелобной извилины. Кроме того, оказалось, что в определенных условиях также активируются наиболее передняя область нижнелобной извилины и дорсальная премоторная кора. В настоящее время появляются все больше данных о локализации зеркальных нейронов и в других отделах, что вызывает много споров в научном сообществе.
Открытие зеркальных нейронов считается одним из самых важных прорывов в психо- и нейрофизиологи. За счет специфики работы зеркальные нейроны могут играть ключевую роль в процессах имитации, в понимании намерений других людей и освоении новых навыков, эмпатии и обучении языку. Согласно имеющимся данным у человека имеется три типа зеркальных нейронов. Это «двигательные» нейроны, которые реагируют на так называемые транзитивные действия (действия с предметом) или в ходе наблюдения за аналогичными действиями других. Полагают, что именно эти нейроны обеспечивают понимание значения действий и намерений других людей. Это «коммуникативные» нейроны, которые реагируют на действия, важные для общения (жесты, позы, движения губами и др.). Предполагается, что эти нейроны играют важную роль в формировании речи и языка. И последние «эмоциональные» нейроны, которые обеспечивают распознавание эмоций других людей. Эти нейроны расположены в коре островка и в передней поясной коре. По мнению исследователей, функция зеркальных нейронов не ограничивается только пониманием намерений и эмоций других людей. Они также играют важную роль в понимании человеком собственного «я». Таким образом, зеркальные нейроны являются важным компонентом социального поведения [2]. Они дают правдоподобное нейрофизиологическое объяснение сложных форм социального познания и взаимодействия. Через понимание и распознавание действий других людей, зеркальные нейроны также помогают различать и понимать глубочайшие мотивы, стоящие за этими действиями, намерения других лиц.
В исследованиях зеркальных нейронов наряду с томографическими методами (ПЭТ, фМРТ), которые обеспечивают точную локализацию этих нейронов, используются также магнитоэнцефалография (МЭГ) и электроэнцефалография (ЭЭГ).
Тем не менее, несмотря на чрезвычайную популярность и актуальность изучения зеркальных нейронов, на сегодняшний день остается еще много нерешенных вопросов. В частности, анализ литературы свидетельствует о том, что активность системы зеркальных нейронов (СЗН) не исследовалась при таком виде когнитивной деятельности человека, как восприятие времени. Так же практически не изучена зависимость структурно-функциональной организации и активности СЗН от пола и латеральной организации мозга.
Кроме того, анализ литературы показал, что в настоящее время фактически отсутствует ясность в вопросе о том, какие имеются отличия в реакции СЗН на само действие или наблюдение за его выполнением и на мысленное воспроизведение того же действия. Поэтому исследования в этом направлении является актуальными и перспективными.
Цель работы:
Изучить активность системы зеркальных нейронов у человека при наблюдении, произнесении и мысленном воспроизведении неэмоционального слова в заданном ритме.
Задачи:
Изучить динамику спектральной мощности ЭЭГ и корковых взаимодействий на частоте мю-ритма на разных этапах деятельности, связанной:
- с наблюдением за произнесением неэмоционального слова;
- с произнесением неэмоционального слова;
- с мысленным воспроизведением неэмоционального слова.
Этот термин был предложен группой итальянских нейрофизиологов под руководством Джакомо Ридзолатти в середине 1990-ых годов для обозначения нейронов, найденных в премоторной коре головного мозга макак методом введения микроэлектродов [1]. Изначально их обнаружили в покрышечной части нижней лобной извилины (зоне F5 у макак или поле 44 по Бродману), затем в нижней теменной доле (поле 40 по Бродману) и верхней височной борозде (поля 22 и 38 по Бродману). Последующие исследования с применением современных методов нейровизуализации (ПЭТ, фМРТ) подтвердили существование таких нейронов и у человека. В ходе этих исследований было установлено, что во время наблюдения за действиями других людей активируется передняя часть нижнетеменной коры и нижняя часть прецентральной извилины, а также задняя часть нижнелобной извилины. Кроме того, оказалось, что в определенных условиях также активируются наиболее передняя область нижнелобной извилины и дорсальная премоторная кора. В настоящее время появляются все больше данных о локализации зеркальных нейронов и в других отделах, что вызывает много споров в научном сообществе.
Открытие зеркальных нейронов считается одним из самых важных прорывов в психо- и нейрофизиологи. За счет специфики работы зеркальные нейроны могут играть ключевую роль в процессах имитации, в понимании намерений других людей и освоении новых навыков, эмпатии и обучении языку. Согласно имеющимся данным у человека имеется три типа зеркальных нейронов. Это «двигательные» нейроны, которые реагируют на так называемые транзитивные действия (действия с предметом) или в ходе наблюдения за аналогичными действиями других. Полагают, что именно эти нейроны обеспечивают понимание значения действий и намерений других людей. Это «коммуникативные» нейроны, которые реагируют на действия, важные для общения (жесты, позы, движения губами и др.). Предполагается, что эти нейроны играют важную роль в формировании речи и языка. И последние «эмоциональные» нейроны, которые обеспечивают распознавание эмоций других людей. Эти нейроны расположены в коре островка и в передней поясной коре. По мнению исследователей, функция зеркальных нейронов не ограничивается только пониманием намерений и эмоций других людей. Они также играют важную роль в понимании человеком собственного «я». Таким образом, зеркальные нейроны являются важным компонентом социального поведения [2]. Они дают правдоподобное нейрофизиологическое объяснение сложных форм социального познания и взаимодействия. Через понимание и распознавание действий других людей, зеркальные нейроны также помогают различать и понимать глубочайшие мотивы, стоящие за этими действиями, намерения других лиц.
В исследованиях зеркальных нейронов наряду с томографическими методами (ПЭТ, фМРТ), которые обеспечивают точную локализацию этих нейронов, используются также магнитоэнцефалография (МЭГ) и электроэнцефалография (ЭЭГ).
Тем не менее, несмотря на чрезвычайную популярность и актуальность изучения зеркальных нейронов, на сегодняшний день остается еще много нерешенных вопросов. В частности, анализ литературы свидетельствует о том, что активность системы зеркальных нейронов (СЗН) не исследовалась при таком виде когнитивной деятельности человека, как восприятие времени. Так же практически не изучена зависимость структурно-функциональной организации и активности СЗН от пола и латеральной организации мозга.
Кроме того, анализ литературы показал, что в настоящее время фактически отсутствует ясность в вопросе о том, какие имеются отличия в реакции СЗН на само действие или наблюдение за его выполнением и на мысленное воспроизведение того же действия. Поэтому исследования в этом направлении является актуальными и перспективными.
Цель работы:
Изучить активность системы зеркальных нейронов у человека при наблюдении, произнесении и мысленном воспроизведении неэмоционального слова в заданном ритме.
Задачи:
Изучить динамику спектральной мощности ЭЭГ и корковых взаимодействий на частоте мю-ритма на разных этапах деятельности, связанной:
- с наблюдением за произнесением неэмоционального слова;
- с произнесением неэмоционального слова;
- с мысленным воспроизведением неэмоционального слова.
Выполнение деятельности, связанной с наблюдением за произнесением неэмоционального слова сопровождается:
а) снижением спектральной мощности мю-ритма в лобных (F4, F8, Fz), центральных (C4), теменных (P4) и височных (T4, T5) отведениях ЭЭГ, а на этапе произнесения слова - в лобных (F4, Fz) , теменных (P3, P4, Pz) и височных (T3, T4, T5, T6) отведениях ЭЭГ;
б) усилением корреляций между отведениями С3 и С4, а также С4 и Т6 на этапе произнесение слова по сравнению с этапом подготовки.
Выполнение деятельности, связанной с произнесением неэмоционального слова сопровождается:
а) усилением корреляций между отведениями С3 и Pz, C4 и Pz на этапе подготовки по сравнению с фоном, а также усилением корреляций между отведениями С3 и Т5 на этапе произнесения слова по сравнению с фоном;
б) отсутствием статистически значимого по сравнению с фоном снижения спектральной мощности мю-ритма на этапах подготовки и произнесения слова.
Выполнение деятельности, связанной с мысленным воспроизведением неэмоционального слова сопровождается:
а) снижением спектральной мощности мю-ритма на этапе подготовки к действию по сравнению с фоном в лобных (F3, F7), центральных (С3) и височных (T6) отведениях, а на этапе произнесения слова - только в височном отведении (T6);
б) усилением корреляций между отведениями С4 и О1, С4 и О2 на этапе подготовки по сравнению с фоном, а также усилением корреляций между отведениями С4 и О1, С4 и О2 на этапе мысленного произнесения слова по сравнению с фоном.
а) снижением спектральной мощности мю-ритма в лобных (F4, F8, Fz), центральных (C4), теменных (P4) и височных (T4, T5) отведениях ЭЭГ, а на этапе произнесения слова - в лобных (F4, Fz) , теменных (P3, P4, Pz) и височных (T3, T4, T5, T6) отведениях ЭЭГ;
б) усилением корреляций между отведениями С3 и С4, а также С4 и Т6 на этапе произнесение слова по сравнению с этапом подготовки.
Выполнение деятельности, связанной с произнесением неэмоционального слова сопровождается:
а) усилением корреляций между отведениями С3 и Pz, C4 и Pz на этапе подготовки по сравнению с фоном, а также усилением корреляций между отведениями С3 и Т5 на этапе произнесения слова по сравнению с фоном;
б) отсутствием статистически значимого по сравнению с фоном снижения спектральной мощности мю-ритма на этапах подготовки и произнесения слова.
Выполнение деятельности, связанной с мысленным воспроизведением неэмоционального слова сопровождается:
а) снижением спектральной мощности мю-ритма на этапе подготовки к действию по сравнению с фоном в лобных (F3, F7), центральных (С3) и височных (T6) отведениях, а на этапе произнесения слова - только в височном отведении (T6);
б) усилением корреляций между отведениями С4 и О1, С4 и О2 на этапе подготовки по сравнению с фоном, а также усилением корреляций между отведениями С4 и О1, С4 и О2 на этапе мысленного произнесения слова по сравнению с фоном.