نورون‌های آینه‌ای: بنیان عصب‌شناختی روابط اجتماعی و همدلی در انسان
فراز عطار (دانشجوی کارشناسی ارشد روانشناسی بالینی دانشگاه خوارزمی)
دکتر شهرام محمدخانی (دانشیار روانشناسی بالینی دانشگاه خوارزمی)
مقدمه
از دیدگاه متعارف در مورد چگونگی عمل مغز، پیام‌های دیداری از طریق چشم وارد مغز می‌شوند و در قشر حسی مغز مورد تجزیه‌وتحلیل قرار می‌گیرند سپس با ارتباط با سایر مناطق مغزی فرمان‌های عصبی در صورت لزوم به عضلات فرستاده می‌شوند؛ اما تجربیات جدید نشان می‌دهد که وقتی ما می‌بینیم یا می‌شنویم که شخصی عمل معینی را انجام می‌دهد، همان بخش‌های مغز هنگامی‌که ما همان عمل را انجام می‌دهیم، فعال می‌شوند. در واقع لازم نیست که ما در مورد اعمال دیگران فکر کنیم، یا آن‌ها را مورد تجزیه‌وتحلیل قرار دهیم بلکه فوراً آنچه را که مقصود دیگران است از طریق شبیه‌سازی (بازنمایی) کردن آنچه آن‌ها انجام می‌دهند در همان نواحی مغز خودمان درمی‌یابیم. نورون‌های آینه‌ای به ما اجازه می‌دهند که بر ذهن دیگران احاطه مستقیم داشته باشیم و این احاطه نه از طریق استدلال‌های مفهومی بلکه از طریق شبیه‌سازی بی‌واسطه و احساس همدلی و همدردی است.
کشف نورون‌های آینه‌ای
در دهه ۱۹۹۰ میلادی گروهی از محققان در دانشگاه پارمای ایتالیا به رهبری جاکومو ریزولاتی در حال مطالعه بر روی قشر پیش حرکتی میمون بودند. آن‌ها با قرار دادن الکترودهایی در ناحیه قشر پیشانی جلویی میمون ماکاک به دنبال مطالعه نورون‌های تخصصی در کنترل حرکات دست، مانند گرفتن اشیا بودند. کشف نورون‌های آینه‌ای هم مانند سایر کشفیات مهم به‌صورت اتفاقی رخ داد. در طول آزمایش محققان متوجه شدند هنگامی‌که میمون عمل گرفتن غذا و به دهان بردن آن را در میمون دیگر یا آزمایشگر مشاهده می‌کرد، نورون‌های ناحیه پیش حرکتی او بخصوص ناحیه F5 نیز تحریکاتی نشان می‌دادند و این در صورتی بود که خود میمون آن عمل را انجام نداده بود. این کشف ابتدا برای مجله نیچر فرستاده شد اما به دلیل مرتبط نبودن با مطالب مجله چاپ نشد و در آخر در مجلهExperimental Brain Research) ) منتشر شد. چند سال بعد در سال ۱۹۹۵ همین گروه از محققان مقاله دیگری منتشر کردند که در آن به نقش نورون‌های آینه‌ای در شناسایی عملپرداختند و پیشنهاد دادند منطقه بروکا همولوگ همان منطقه ایست که در ناحیه شکمی قشر پیش حرکتی کشف شد. در حالی که این تحقیقات به نقش نورون‌های آینه‌ای در عمل‌های دستی تأکید داشت، تحقیقات بعدی توسط فرانسیسکو فراری و همکاران فعالیت این نورونها را در حرکات دهانی و ژست‌های صورت نشان دادند.
مشاهدات بعدی نشان داد که تقریباً ۱۰% نورون‌های قشر پیشانی تحتانی و آهیانه ای تحتانی ویژگی‌های «آینه»ای دارند و پاسخ یکسانی به اعمال دستی انجام شده و مشاهده شده نشان می‌دهد. اخیراً کریستین کیسر و همکارانش نشان داده‌اند که سیستم آینه‌ای به صدای کارها نیز واکنش نشان می‌دهد.
به زودی طیف بسیار گسترده‌تری از این سیستم نورون‌های آینه‌ای در مغز انسان‌ها نیز یافت شد. البته با این تفاوت که در انسان‌ها نسبت به میمون‌ها نورون‌های آینه‌ای به بالاترین وجه انعطاف‌پذیر و بسیار تکامل‌یافته‌تر هستند. به گفته دانشمندان در حقیقت این تکامل، انعکاسی از توانایی‌های مجرب‌تر و اجتماعی انسان‌ها است. سیستم‌های گوناگون نورون‌های آینه‌ای مغز انسان نه‌تنها در اجرا و درک حرکات دیگران بلکه در درک نیت‌ها، اهداف، مفهوم اجتماعی رفتار و عواطف دیگران نیز تخصصی‌شده‌اند.
مناطق مغزی دارای خاصیت آینه‌ای
اولین بررسی‌هایی که بر روی مغز میمون ماکاک انجام شد نشان‌دهنده فعالیت آینه‌ای در ناحیه F5 قشر پیش حرکتی بود بعد از آن این نورونها در قشر آهیانهای تحتانی نیز کشف شدند بررسی‌های بعدی نشان‌دهنده خاصیت آینه‌ای در انسان در مناطق کرتکس پیش حرکتی (ناحیه F5 میمون همولوگ ناحیه بروکا انسان در نظر گرفته شده)، لوب آهیانهای تحتانی (شکنج زاویه‌ای و شکنج فوق حاشیه‌ای)، ناحیه حرکتی تکمیلی، بالای قطعه گیجگاهی (ناحیه STS)، قشر حسی پیکری اولیه، اینسولا و سینگولا کشف شده‌اند؛ و در پاسخ به زنجیره‌ای از فعالیت‌های پیوسته با اهداف و نیت‌ها فعال می‌شوند. به‌احتمال‌زیاد این دستاورد و کشف باعث دگرگونی در فهم فرهنگ، همدلی، وحدت و یکدلی، فلسفه، زبان، تقلید کردن و الگوبرداری، اوتیسم و روان‌درمانی در آینده‌ای نه‌چندان دور خواهد شد.
منشاء
مرسوم‌ترین نظریه در رابطه با منشأ نورون‌های آینه‌ای شرح ژنتیکی آن است که نقش آینه‌ای این نورونها را ناشی از وراثت می‌داند و اذعان می‌کند این استعداد تکامل یافت زیرا درک عمل را آسان می‌کرد.
میمون
اولین موردی که نورون‌های آینه‌ای در آن مورد تحقیق قرار گرفت میمون ماکاک بود (بوزینه دم‌کوتاه) در این میمون‌ها نورون‌های آینه‌ای در شکنج‌های پیشانی تحتانی (بروکا در انسان در این ناحیه) و ناحیه آهیانه تحتانی مشاهده شد. این باور وجود دارد که نورون‌های آینه‌ای درک معنای انتزاعی رفتار را واسطه‌گری می‌کنند، چه آن رفتار توسط خود میمون یا میمون دیگر صورت گرفته باشد. اگرچه به نظر نمی‌رسد میمون‌های بالغ از تقلید یادگیری داشته باشند، تحقیقات جدید فراری و همکاران نشان می‌دهند بچه ماکاکها می‌توانند از حرکات چهره‌ای انسان الگوبرداری کنند اگرچه این تقلیدها تنها در نوزادان و در بازه زمانی کوتاه انجام می‌شوند.
در انسان
از آنجا که بررسی نورون‌های تکی به‌طور مستقیم در انسان معمولاً ممکن نیست در نتیجه بیشتر شواهد حاصل بررسی‌های غیرمستقیم مثل تصویربرداری مغزی است، بررسی‌های انجام شده توسط FMRI نشان داده که بخش قشر پیشانی تحتانی و بخش قشر آهیانه ای فوقانی چه به هنگام انجام عملی خاص چه به هنگام تماشای آن توسط شخص دیگر فعال می‌شود. بررسی‌های نوروسایکولوژی که از مناطق آسیب‌دیده استفاده می‌کنند نشان دادند بین آسیب شکنج پیشانی تحتانی و نقص در فهم عمل، تفسیر زبان بدن و درک حرکات زیستی ارتباط علی وجود دارد.
در بررسی که سال ۲۰۱۰ انجام گرفت از نورون‌های تکی که خاصیت آینه‌ای داشتند در مغز انسان استفاده شد. موکامل و همکاران از ۲۱ بیماری که برای درمان صرع مقاوم به درمان به مرکز پزشکی رونالد ریگان مراجعه کرده بودند، استفاده کردند. در مناطق داخل جمجمه‌ای عمیق این بیماران الکترودهایی کاشته شده بود تا مناطق تشنج را برای جراحی بالقوه تعیین کند. محققان با موافقت بیمار از همان الکترودها برای دنبال کردن نورون‌های آیینه‌ای استفاده کردند. آن‌ها گروه کوچکی از نورونها را مشاهده کردند که هـم به هنگام انجام عمل و هم مشاهده عمل به شدت فعال می‌شوند. نورون‌های دیگر خاصیت ضد آینه‌ای داشتند به این معنا که هنگام انجام عمل فعال می‌شوند اما هنگام تماشای همان عمل مهار می‌شوند.
نورون‌های آینه‌ای که در این بررسی به‌صورت مستقیم مشاهده شدند در دو ناحیه قشر حرکتی تکمیلی و بخش میانی لوب گیجگاهی بودند، به دلایل کاملاً عملی این مناطق مناطقی نبودند که در ماکاکها مشاهده شد. محققان در پارما روی بخش پیش حرکتی و ناحیه ارتباطی آهیانهای تحتانی متمرکز شدند، دو ناحیه‌ای که به‌ندرت صرع رخ می‌دهد ازاین‌رو بررسی‌های مستقیم روی نورون‌های تکی در انسان معمولاً در این مناطق انجام نمی‌شود. از طرف دیگر تا به حال کسی در مناطق حرکتی تکمیلی و لوب گیجگاهی میانی در مغز میمون به دنبال نورون‌های آینه‌ای نبوده، بنابراین این نتیجه‌گیری‌ها پیشنهاد نمی‌کنند که میمون‌ها و انسان‌ها در نواحی مختلفی نورون‌های آینه‌ای دارند، مخصوصاً که تحلیل‌های ناشی از FMRI انسان نشان‌دهنده وجود نورون‌های آینه‌ای هم در ناحیه شکمی پیش حرکتی و آهیانه ای تحتانی (که در میمون مشاهده شد) و هم قشر حرکتی تکمیلی و لوب گیجگاهی میانی (که در انسان مشاهده شد) بوده است.
مولنبرگز و همکاران پیشنهاد می‌کند لزوماً انسان بیش از میمون نورون‌های آینه‌ای ندارد بلکه به‌جای آن، یک هسته سیستم آینه‌ای دارد که در مشاهده و انجام عمل نقش ایفا می‌کنند (۱۵) برای سایر عملکردهای مطرح‌شده برای نورون‌های آینه‌ای، سیستم آینه‌ای ممکن است توانای به‌کارگیری سایر بخش‌های مغزی را وقتی وظایف شنیداری، حسی پیکری و هیجانی خود را انجام می‌دهند داشته باشد.
زمینه تحولی نورون‌های آینه‌ای
مقیاس‌هایی که جمع‌آوری اطلاعات به‌وسیله دنبال کردن چشمی نوزاد انسان را اندازه می‌گیرند، پیشنهاد می‌کنند سیستم نورونی تا قبل ۱۲ ماهگی به رشد خود می‌رسد؛ اما این سؤال پیش می‌آید که نورون‌های آینه‌ای چگونه خاصیت آینه‌ای خود را کسب می‌کنند؟ دو مدل مرتبط با هم این موضوع را توضیح می‌دهند: یادگیری مبتنی بر نظریه هب، یادگیری مبتنی بر توالی تداعی. اگر نورون‌های بخش پیش حرکتی نیاز دارند به‌وسیله عمل تربیت شوند تا خاصیت آینه‌ای پیدا کنند، این مشخص نیست چطور نوزاد تازه به دنیا آمده می‌تواند حالت چهره شخصی دیگر را تقلید کند، یک احتمال این است که دیدن زبان بیرون آمده توسط نوزاد یک الگوی عمل ثابت را برانگیزد.
عملکردها و نقش‌های تصور شده برای نورون‌های آینه‌ای
بعد از کشف سیستم نورون‌های آینه‌ای در مناطق قشر پیشانی جلویی و آهیانه ای جلویی در انسان (ریزولاتی و همکاران ۲۰۰۴) پژوهشگران به دنبال کشف نقش کارکردی این نورونها در انسان بودند. در واقع سؤالی که مطرح شد این بود که این نورونها چه نقشی در زندگی انسان می‌تواند بازی کند؟ به دنبال پاسخ به این سؤال برخی، فرضیه‌هایی را که در این باب مطالعه و توسعه دادند عبارت‌اند از: ۱. درک عمل ۲. درک قصد و نیت ۳. تقلید و یادگیری مشاهده‌ای ۴. همدلی و درک هیجان ۵. خودآگاهی ۶. نقش در تکامل زبان ۷. در تحول ارتباط اجتماعی و فرهنگی انسان.
- شناسایی عمل یا درک عمل
اولین فرضیه در مورد نورون‌های آینه‌ای توسط ریزولاتی و همکاران مطرح شد و آن نقش این نورونها در شناسایی عمل بود که به توانایی نورون‌های آینه‌ای در شناسایی اینکه فرد چه عملی انجام می‌دهد اشاره دارد اما تحقیقات بعدی نشان داد نورون‌های آینه‌ای نه‌تنها در بازشناسی عمل بلکه در فهم عمل و قصد شخص نیز کاربرد دارند.
- تسهیل در یادگیری از طریق مشاهده
نقش احتمالی دیگر برای نورون‌های آینه‌ای تسهیل یادگیری است. نورون‌های آینه‌ای بازنمایی از عمل را کدگذاری می‌کنند. این به ما اجازه می‌دهد تا عمل مشاهده شده را در مغز شبیه‌سازی کنیم تا برنامه‌های حرکتی خودمان را از آن عمل مشاهده شده جمع کنیم و آماده‌ی بازتولید آن عمل در آینده شویم. این یادگیری نا آشکار است (در ذهن). به دنبال این فرایند، مشاهده‌کننده آن عمل را آشکارا در رفتار خود نشان خواهد داد و این چیزی است که توسط فرایند یادگیری پیوندی ایجاد می‌شود. هرچه سیناپس با تناوب بیشتری تحریک بشود آن عمل قوی‌تر می‌شود.
مطالعات نشان داده‌اند مهارت‌های حرکتی می‌تواند از طریق مشاهده، بدون استفاده مستقیم از تمرین فیزیکی در افراد ایجاد شوند. در مطالعه‌ای به افراد تحت مطالعه، آموزش دو نوع حرکات موزون در طی ۵ روز داده شد. روش آموزش برای یکی از انواع حرکات موزون تمرین فیزیکی روزانه و در مورد نوع دیگر فقط از طریق مشاهده روزانه بود. قبل و در طی دوره ۵ روزه‌ی آموزش، FMRI از افراد تحت مطالعه انجام شد. نتایج نشان داد: بعد از آموزش، یک میزان مشابه فعالیت در زیرمجموعه‌ای از شبکه عصبی مشاهده‌ای-حرکتی(AON)) که بخشی از سیستم آینه‌ای است، در هر دو گروه اتفاق افتاده است. این داده‌های تصویری ثابت می‌کند در زمان آموزش بر اساس مشاهده بدون تمرین فیزیکی فرآیندهای رزنانس حرکتی در مغز انسان ایجاد می‌شود و قسمت‌های عصبی درگیر در آموزش از طریق مشاهده و از طریق تمرین فیزیکی مشترک هستند.
- خودآگاهی
راماچاندران در سال ۲۰۰۹ این احتمال را مطرح کرد نورون‌های آینه‌ای بستر نورولوژیک خودآگاهی را فراهم می‌آوردند او این‌گونه توضیح می‌دهد: من احتمال می‌دهم این نورونها نمی‌توانند تنها رفتار دیگران را شبیه‌سازی کنند، بلکه می‌توانند باعث درونی شدن رفتار دیگران شوند تا یک بازنمایی درجه دوم یا فرا بازنمایی از فرایندهای مغزی قبلی خودتان ایجاد کنند. این می‌تواند زیربنای نورولوژیک بینش و اثر متقابل خودآگاهی و دگر آگاهی باشد.
- تکامل زبان و نورون‌های آینه‌ای
نورون‌های آینه‌ای می‌توانند نقطه شروعی برای تکامل زبان بر اساس ایما و اشاراتی که تنها بعدها با صداها همراه شده‌اند فراهم کنند. در بررسی که دکتر میخائیل اربیب دانشمند اعصاب دانشگاه کالیفرنیا در مارس ۱۹۹۸ انجام داد فهمید، نورون‌های آینه‌ای پایه و خاستگاه زبان هستند؛ و زبان از این نظر مدیون نورون‌های آینه‌ای است.
اگرچه بسیاری از دانشمندان در جستجوی منشأ و سرنخ‌های زبان در آواها و غرش‌های حیوانات بوده‌اند، ظهور ابتدایی زبان بر اساس ایماواشاره منطقی به نظر می‌رسد. انسان‌ها هنوز هم می‌توانند با دست‌هایشان به‌خوبی ارتباط برقرار کنند. کودکان ناشنوا می‌توانند خودبه‌خود بدون اینکه تعلیم ببینند، یک‌زبان اشاره به وجود بیاورند. ازآنجایی‌که دست‌ها به عضلات پیچیده‌ای مجهزند که به آن‌ها امکان می‌دهند که هر کاری را از در دست گرفتن چوب‌دستی‌های بزرگ تا چیدن توت‌های ریز انجام دهند، به نظر می‌رسد که آن‌ها برای تکامل یافتن ایماهای بیانی حاضر و آماده بوده‌اند. اگر واقعاً زبان گفتاری ما از ایماها و اشاره‌ها منشأ گرفته باشد، پس باید هنوز میان نواحی زبان و مناطق حرکتی در مغز اشتراک و همپوشانی وجود داشته باشد. نه‌تنها معلوم شده است که این همپوشانی وجود دارد، بلکه دستگاه‌های اسکن‌کننده مغز نشان می‌دهند که یکی از مهم‌ترین مناطق مغزی مربوط به گفتار یعنی منطقه بروکا، زمانی که صحبت می‌کنیم، هنگامی‌که ایماواشاره را به کار می‌بریم و هنگامی‌که ایماواشاره دیگران را می‌بینیم، فعال است. یعنی درست همان چیزی که بر اساس نظریه نورون‌های آینه‌ای به‌عنوان خاستگاه زبان، پیش‌بین می‌شود.
