Сотрудники ТГУ и Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» в рамках совместного проекта, поддержанного РФФИ, провели серию экспериментов, направленных на изучение активации зеркальных нейронов у человека при наблюдении, произнесении и мысленном воспроизведении эмоционального и нейтрального слов. Ученые, в частности, проверили надежность мю-ритма ЭЭГ в качестве маркера активации зеркальных нейронов и выявили дополнительные факторы, влияющие на результат.
Мю-ритм ЭЭГ в качестве маркера активации зеркальных нейронов в своих исследованиях используют психофизиологи многих стран.
– Известно, что зеркальные нейроны (ЗН) возбуждаются при выполнении определённого действия, при наблюдении за действиями других и мысленном воспроизведении этого действия. Считается, что именно этот тип нейронов определяет способность человека к обучаемости, в частности, к формированию речи и языка, – говорит заведующий кафедрой физиологии человека и животных БИ ТГУ Юрий Бушов. – Чтобы получать объективные данные о механизме функционирования ЗН, необходимы надежные маркеры их активации. Одним из основных используемых индикаторов является депрессия мю-ритма ЭЭГ, который регистрируется в области макушки головы. В ходе экспериментов мы анализировали особенности включения зеркальной нейронов и оценивали надежность данного маркера.
В качестве испытуемых в эксперименте были задействованы 40 молодых людей в возрасте от 18 до 31 лет – студенты геолого-географического факультета и Биологического института ТГУ (все правши). В ходе экспериментов физиологи наблюдали за тем, как происходит активация ЗН при наблюдении, произнесении и мысленном воспроизведении эмоционального и нейтрального слов – «боль» и «раз». Помимо этого изучалась работа зеркальных нейронов при наблюдении и восприятии коротких интервалов времени.
Ученые проанализировали спектральные и корреляционные характеристики мю-ритма ЭЭГ с частотой 8-13 Гц и выяснили, что этот ритм отражает активность коммуникативных зеркальных нейронов, что проявляется в его депрессии при наблюдении, произнесении и мысленном воспроизведении слов.
– Оказалось, что эффект зависит от частоты ритма, от вида и этапа выполняемой деятельности, а также от латеральной организации головного мозга. Это говорит о том, что работать с мю-ритмом нужно очень осторожно и внимательно, поскольку возможны серьезные ошибки, – говорит Юрий Бушов. – Результаты исследования были представлены нашим коллегам из разных стран на 19 Всемирном конгрессе по психофизиологии, который прошел в сентябре в городе Лукка (Италия).
По результатам экспериментов ученые БИ ТГУ предложили собственную гипотезу относительно функций зеркальных нейронов. Поскольку активация ЗН происходит при наблюдении за выполнением только знакомых действий, они предположили, что зеркальные нейроны отвечают не за понимание намерений, а за поиск готовой моторной программы и извлечение ее из долговременной памяти. Проверить это предположение исследователи надеются с помощью данных МРТ, полученных коллегами из Курчатовского института.
Как отмечает Юрий Бушов, изучение функций зеркальных нейронов в конечном итоге позволит понять причины многих когнитивных нарушений и наметить пути их коррекции – от преодоления сложностей с изучением иностранного языка до лечения аутизма и заболеваний, связанных с нарушением памяти.