[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Разбитые зеркала: теория аутизма


Вилаянур Рамачандран и Линдсей Оберман
______________________________________

Изучение системы зеркальных нейронов мозга поможет ученым понять природу аутизма и разработать новые подходы к его диагностике и лечению

______________________________________

На первый взгляд, ребенок, больной аутизмом, ничем не отличается от своих сверстников. Однако, попытавшись разговорить его, вы скоро поймете, что с ним творится что-то неладное: он избегает вашего взгляда, нервничает, может даже начать биться головой о стену. Охваченный крайним смущением, он не в состоянии поддержать даже самую простую беседу. Ему не чужды чувства страха, гнева и удовольствия, но он глух к переживаниям других людей и не замечает тонких оттенков их поведения, понятных большинству его сверстников.

Аутизм, которым страдает около 0,5% американских детей, представляет собой одну из форм нарушения развития. В 1940-х гг. он впервые был описан двумя специалистами — американским психиатром Лео Кэннером (Leo Kanner) и австрийским педиатром Хансом Аспергером (Hans Asperger). Ничего не зная о работе другого, исследователи, словно сговорившись, присвоили обнаруженному синдрому одно и то же название — аутизм (от греческого слова autos — «сам»). Оно как нельзя лучше отражает сущность расстройства — ведь его основным признаком является выключенность человека из социальных взаимодействий.

Описав недуг, медики задумались о его причинах. Они установили, что аутизм может передаваться по наследству, однако немалую роль в его возникновении играют другие факторы. В конце 1990-х гг. сотрудники нашей лаборатории в Калифорнийском университете в Сан-Диего решили выяснить, имеется ли связь между аутизмом и недавно открытым классом нервных клеток, получивших название зеркальных нейронов. Именно им человек обязан своей способностью распознавать намерения и эмоции других людей, поэтому мы предположили, что некоторые симптомы аутизма могут возникать вследствие дисфункций системы зеркальных нейронов.

ОБЗОР: Зеркальные нейроны и аутизм


• Некоторые из основных проявлений аутизма, например, социальную изолированность и неспособность к сопереживанию можно объяснить нарушением функций зеркальных нейронов.

• У людей с аутизмом в нескольких областях мозговой коры отмечается дефицит активности зеркальных нейронов. По мнению исследователей, ее восстановление с помощью терапевтических приемов позволит облегчить многие симптомы заболевания.

• Второстепенные симптомы аутизма, например, гиперчувствительность, могут быть обусловлены нарушением связей между лимбической системой и другими отделами мозга.

Объяснение симптомов

Основными признаками аутизма считаются социальная изолированность, нежелание смотреть в глаза собеседнику, дефекты речи и неспособность к сопереживанию. Однако расстройство нередко сопровождается и менее явными симптомами. Так, многие больные аутизмом не понимают метафор, иногда воспринимая их слишком буквально, не могут воспроизвести действия других людей. Они могут быть озабочены пустяками, но не обращать внимания на существенные события (особенно социального плана). И, наконец, нередко они испытывают отвращение к определенным звукам, вызывающих у них сильную тревогу.
Теории возникновения аутизма можно разделить на две группы: анатомические и психологические. Эрик Корчесн (Eric Courchesne) из Калифорнийского университета в Сан-Диего и ряд других анатомов обнаружили у детей с аутизмом характерные аномалии в развитии мозжечка — мозговой структуры, ответственной за координацию сложных произвольных движений. Но повреждения мозжечка, обусловленные кровоизлиянием в мозг, обычно вызывают тремор, нарушение походки и аномальные движения глаз, однако при аутизме подобные симптомы наблюдаются крайне редко. И наоборот, показатели, типичные для аутизма, никогда не отмечаются у пациентов с пораженным мозжечком. Таким образом, патологические изменения данной структуры у детей с аутизмом представляют собой скорее всего побочные эффекты работы аномальных генов, а истинные причины расстройства имеют иное происхождение.


Трудности, испытываемые ребенком с аутизмом при общении с другими людьми, могут быть связаны с нарушением функций системы зеркальных нейронов мозга

Наиболее оригинальное объяснение аутизма предложили Юта Фрит (Uta Frith) из Лондонского университетского колледжа и Саймон Бэрон-Коэн (Simon Baron-Cohen) из Кембриджского университета. Главную причину заболевания они усматривают в неспособности человека «создавать теории о чужой психике». По мнению исследователей, выстраивать сложные гипотезы о психических особенностях других людей нам позволяют особые нейронные цепи в головном мозге, благодаря которым мы предугадываем поведение окружающих. Однако теория Фрит и Бэрон-Коэна не объясняет многообразия симптомов аутизма, на первый взгляд не связанных друг с другом. Исследователям необходимо в первую очередь идентифицировать мозговые механизмы, нарушение которых вызывает аутизм.

Один из подходов к изучению данного вопроса изложен в работе Джакомо Риццолатти (Giacomo Rizzolatti) из Пармского университета в Италии (см. в этом номере: Галлезе В., Риццолатти Д. и Фогас-си Л. Зеркальная часть мозга). В 1990-х гг. итальянские исследователи изучали активность нервных клеток головного мозга макак, выполнявших целенаправленные действия. Как известно, некоторые нейроны премоторной коры (части фронтальной доли мозга) участвуют в управлении произвольными движениями. Так, например, один нейрон генерирует импульсы, когда животное протягивает руку к лежащему рядом арахису, другой — когда оно нажимает на рычаг, и т. д. Данные клетки мозга называют моторными командными нейронами.

Риццолатти и его коллег удивило то обстоятельство, что некоторые популяции моторных командных нейронов генерировали разряды даже в том случае, когда обезьяна не действовала сама, а наблюдала, как те же движения выполняет другая особь или человек. Как показали дальнейшие исследования с использованием методов нейровизуализации, такие «зеркальные нейроны» присутствуют и в соответствующих областях мозговой коры человека. Исследователи предположили, что зеркальные нейроны (а точнее, нейронные сети, частью которых они являются) не только посылают моторные команды к мышцам, но и позволяют обезьянам и людям определять намерения других индивидов путем мысленного воспроизведения их действий. Если у животных роль данных систем ограничена предсказанием простых целенаправленных действий, то у человека зеркальные клетки могут опосредовать способность к интерпретации более сложных намерений.

Позже было доказано, что зеркальные нейроны имеются и в других частях головного мозга человека (например, в поясной и островковой коре), и они могут принимать участие в таких сложных формах эмоционального поведения, как сопереживание. Изучая переднюю область поясной коры бодрствующих людей, исследователи обнаружили, что некоторые нейроны, активизирующиеся в ответ на болевое воздействие, генерируют импульсы и в том случае, когда испытуемый видит, что другому человеку больно. Не исключено, что зеркальные нейроны отвечают и за подражательные способности, слабо развитые у человекообразных обезьян и играющие огромную роль в жизни людей.

Анатомия аутизма

У пациентов с аутизмом отмечается снижение активности зеркальных нейронов в нижней фронтальной извилине — одном из отделов премоторной коры мозга. Данным обстоятельством можно объяснить их неумение распознавать намерения других людей. Дисфункции зеркальных нейронов островковой и передней поясной коры могут обусловливать их неспособность к сопереживанию, а нарушения зеркальной системы угловой извилины — дефекты речи. У людей с аутизмом выявлены и структурные изменения в мозжечке и стволе мозга.



Аутизм и мю-волны

Однако какое отношение имеет сказанное к аутизму? В конце 1990-х гг. мы заметили, что зеркальные нейроны выполняют как раз те функции, нарушение которых отмечается при аутизме. Если система зеркальных клеток участвует в интерпретации человеком сложных намерений других, то наиболее серьезную патологию у аутичных людей (дефицит социальных навыков) можно объяснить повреждением этой нейронной сети. Дисфункции зеркальных нейронов могут провоцировать возникновение и прочих важных симптомов данного расстройства: неспособности к сопереживанию, дефектов речи, плохо развитых подражательных способностей и т. д.

Для того чтобы продемонстрировать нарушение функций зеркальных нейронов у детей с аутизмом, нам нужно было найти способ регистрации их активности, не требующий вживления электродов в головной мозг. Проще всего было воспользоваться электроэнцефалографией — одним из методов изучения мозговой ритмической деятельности. Более полувека тому назад ученые обнаружили, что всякий раз, когда человек совершает произвольное движение (например, сжимает и разжимает кисть руки), происходит подавление одного из компонентов электроэнцефалограммы (ЭЭГ), называемого мю-ритмом. Любопытно, что мю-волны исчезают и в том случае, когда, испытуемый наблюдает, как то же самое действие совершает другой человек. Один из авторов настоящей статьи (Рамачандран) и Эрик Альтшулер (Eric L. Altschuler) предположили, что реакцию подавления мю-волн можно использовать в качестве простого, надежного и безопасного инструмента для изучения активности зеркальных нейронов.

Вначале мы решили изучить ЭЭГ ребенка с аутизмом, не обнаруживающего серьезных когнитивных нарушений. Анализ ЭЭГ показал, что при совершении пациентом простого произвольного движения, у него (как и у обычных детей) отмечалось подавление мю-ритма. Но в том случае, когда он наблюдал за выполнением того же движения другим человеком, подавления мю-волн не происходило. Мы заключили, что система моторных командных нейронов у ребенка оставалась целой и невредимой, но функции его системы зеркальных нейронов были нарушены. Данное открытие, о котором мы сообщили на ежегодном собрании Общества нейробиологов в 2000 г., стало убедительным свидетельством верности нашей гипотезы.


У детей с аутизмом нарушены функции мозговой системы зеркальных нейронов

Но поскольку делать выводы на основании единичного наблюдения — дело рискованное, сотрудники нашей лаборатории решили провести более углубленное обследование 10 больных аутизмом и контрольной группы из 10 человек соответствующего пола и возраста. Когда здоровые участники эксперимента совершали движение рукой или наблюдали аналогичное действие на экране телевизора, в их ЭЭГ, как и следовало ожидать, отмечалось подавление мю-волн. Между тем, у испытуемых с аутизмом подавление этого ритма наблюдалось только в тех случаях, когда они сами выполняли движение.

Полученные данные и результаты других исследований свидетельствуют о дисфункции системы зеркальных нейронов у людей с аутизмом. Ученым пока неизвестно, какие генетические или средовые факторы вызывают нарушение развития данной системы, но в настоящее время предложенная гипотеза обстоятельно изучается во многих лабораториях мира, поскольку она предсказывает и объясняет все симптомы недуга. Так, например, исследователям давно известно, что дети с подобным нарушением нередко испытывают трудности с интерпретацией пословиц и метафор. Когда однажды мы попросили одного из наших испытуемых «взять себя в руки», он воспринял предложение буквально и попытался это сделать. Чем можно объяснить такое нарушение?

Понимание метафор неразрывно связано со способностью находить общее в, казалось бы, совершенно несходных вещах. Рассмотрим, к примеру, знаменитый эффект «буба-кики», описанный более 60 лет назад немецко-американским психологом Вольфгангом Келером. Экспериментатор демонстрирует испытуемым две небрежно нарисованные фигуры (одну с резкими, а другую с плавными очертаниями) и спрашивает, какая из фигур — буба, а какая — кики. На каком бы языке ни говорили испытуемые, 98% из них называют более «мягкий» на вид рисунок «буба», а более угловатый — «кики». Результаты теста наводят на мысль, что человеческий мозг способен каким-то образом соотносить образ объекта с его названием (например, сопоставлять острые очертания фигуры «кики» со звучанием его «имени»). Мы предположили, что подобный тип кросс-зонального отображения (cross-domain mapping) сенсорной информации сродни пониманию метафор и должен опосредоваться нейронными сетями, сходными с теми, что присутствуют в системе зеркальных нейронов. Верность нашего предположения подтверждает и то, что в тесте «буба-кики» дети с аутизмом неправильно ассоциировали форму фигур со звучанием их имен.