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 ديدگاه متعارف در مورد چگونگي عمل مغز، پیام‌های دیداری از طريق چشم وارد مغز می‌شوند و در قشر حسی مغز مورد تجزیه‌وتحلیل قرار می‌گیرند سپس با ارتباط با سایر مناطق مغزی فرمان‌های عصبي در صورت لزوم به عضلات فرستاده می‌شوند؛ اما تجربيات جديد نشان می‌دهد که وقتي ما می‌بینیم يا می‌شنویم که شخصي عمل معيني را انجام می‌دهد، همان بخش‌های مغز هنگامی‌که ما همان عمل را انجام می‌دهیم، فعال می‌شوند. در واقع لازم نيست که ما در مورد اعمال ديگران فکر کنيم، يا آن‌ها را مورد تجزیه‌وتحلیل قرار دهيم بلکه فوراً آنچه را که مقصود ديگران است از طريق شبیه‌سازی (بازنمایی) کردن آنچه آن‌ها انجام می‌دهند در همان نواحي مغز خودمان درمی‌یابیم. نورون‌های آینه‌ای به ما اجازه می‌دهند که بر ذهن ديگران احاطه مستقيم داشته باشيم و اين احاطه نه از طريق استدلال‌های مفهومي بلکه از طريق شبیه‌سازی بی‌واسطه و احساس همدلي و همدردي است.
کشف نورون‌های آینه‌ای
در دهه 1990 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 1995 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 10% 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 زودي طيف بسيار گسترده‌تری از اين سيستم نورون‌های آینه‌ای در مغز انسان‌ها نيز يافت شد. البته با اين تفاوت که در انسان‌ها نسبت به میمون‌ها نورون‌های آینه‌ای به بالاترين وجه انعطاف‌پذیر و بسيار تکامل‌یافته‌تر هستند. به گفته دانشمندان در حقيقت اين تکامل، انعکاسی از توانایی‌های مجرب‌تر و اجتماعي انسان‌ها است. سیستم‌های گوناگون نورون‌های آینه‌ای مغز انسان نه‌تنها در اجرا و درک حرکات ديگران بلکه در درک نیت‌ها، اهداف، مفهوم اجتماعي رفتار و عواطف ديگران نيز 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 پيش حرکتي (ناحیه F5 میمون همولوگ ناحیه بروکا انسان در نظر گرفته شده)، لوب آهيانهاي تحتانی (شكنج زاویه‌ای و شكنج فوق حاشیه‌ای)، ناحيه حركتي تكميلي، بالاي قطعه گيجگاهي (ناحیه STS)، قشر حسي پيكري اوليه، اينسولا و سینگولا کشف شده‌اند؛ و در پاسخ به زنجیره‌ای از فعالیت‌های پيوسته با اهداف و نیت‌ها فعال می‌شوند. به‌احتمال‌زیاد اين دستاورد و کشف باعث دگرگوني در فهم فرهنگ، همدلي، وحدت و يکدلي، فلسفه، زبان، تقليد کردن و الگوبرداری، اوتيسم و روان‌درمانی در آینده‌ای نه‌چندان دور خواهد شد.
منشاء
مرسوم‌ترین نظریه در رابطه با منشأ نورون‌های آینه‌ای شرح ژنتيكي آن است كه نقش آینه‌ای اين نورونها را ناشي از وراثت می‌داند و اذعان می‌کند اين استعداد تكامل يافت زيرا درك عمل را آسان می‌کرد.
ميمون
اولين موردي كه نورون‌های آینه‌ای در آن مورد تحقيق قرار گرفت ميمون ماكاك بود (بوزینه دم‌کوتاه) در اين میمون‌ها نورون‌های آینه‌ای در شکنج‌های پيشاني تحتاني (بروكا در انسان در اين ناحيه) و ناحيه آهيانه تحتاني مشاهده شد. اين باور وجود دارد كه نورون‌های آینه‌ای درك معناي انتزاعي رفتار را واسطه‌گری می‌کنند، چه آن رفتار توسط خود ميمون يا ميمون ديگر صورت گرفته باشد. اگرچه به نظر نمی‌رسد میمون‌هاي بالغ از تقليد يادگيري داشته باشند، تحقيقات جديد فراری و همكاران نشان می‌دهند بچه ماكاكها می‌توانند از حرکات چهره‌ای انسان الگوبرداري كنند اگرچه اين تقليدها تنها در نوزادان و در بازه زماني كوتاه انجام می‌شوند.
در انسان
از آنجا كه بررسي نورون‌های تكي به‌طور مستقيم در انسان معمولاً ممكن نيست در نتیجه بيشتر شواهد حاصل بررسی‌های غیرمستقیم مثل تصویربرداری مغزی است، بررسی‌های انجام شده توسط FMRI نشان داده که بخش قشر پيشاني تحتاني و بخش قشر آهيانه اي فوقانی چه به هنگام انجام عملي خاص چه به هنگام تماشاي آن توسط شخص ديگر فعال می‌شود. بررسی‌های نوروسايكولوژي كه از مناطق آسیب‌دیده استفاده می‌کنند نشان دادند بين آسيب شكنج پيشاني تحتاني و نقص در فهم عمل، تفسير زبان بدن و درك حركات زيستي ارتباط علي وجود دارد.
در بررسي كه سال ٢٠١٠ انجام گرفت از نورون‌های تكي كه خاصيت آینه‌ای داشتند در مغز انسان استفاده شد. موکامل و همکاران از ٢١ بيماري كه براي درمان صرع مقاوم به درمان به مركز پزشكي رونالد ریگان مراجعه كرده بودند، استفاده كردند. در مناطق داخل جمجمه‌ای عميق اين بيماران الكترودهايي كاشته شده بود تا مناطق تشنج را براي جراحي بالقوه تعیین كند. محققان با موافقت بيمار از همان الكترودها براي دنبال كردن نورون‌های آیینه‌ای استفاده كردند. آن‌ها گروه كوچكي از نورونها را مشاهده كردند كه هـم به هنگام انجام عمل و هم مشاهده عمل به شدت فعال می‌شوند. نورون‌های ديگر خاصيت ضد آینه‌ای داشتند به اين معنا كه هنگام انجام عمل فعال می‌شوند اما هنگام تماشاي همان عمل مهار می‌شوند.
نورون‌های آینه‌ای كه در اين بررسي به‌صورت مستقيم مشاهده شدند در دو ناحيه قشر حركتي تكميلي و بخش مياني لوب گيجگاهي بودند، به دلايل کاملاً عملي اين مناطق مناطقي نبودند كه در ماكاكها مشاهده شد. محققان در پارما روي بخش پيش حركتي و ناحيه ارتباطي آهيانهاي تحتاني متمرکز شدند، دو ناحیه‌ای كه به‌ندرت صرع رخ می‌دهد ازاین‌رو بررسی‌های مستقيم روی نورون‌های تكي در انسان معمولاً در این مناطق انجام نمی‌شود. از طرف ديگر تا به حال كسي در مناطق حركتي تكميلي و لوب گيجگاهي مياني در مغز ميمون به دنبال نورون‌های آینه‌ای نبوده، بنابراين اين نتیجه‌گیری‌ها پيشنهاد نمی‌کنند كه میمون‌ها و انسان‌ها در نواحي مختلفي نورون‌های آینه‌ای دارند، مخصوصاً كه تحلیل‌های ناشي از FMRI انسان نشان‌دهنده وجود نورون‌های آینه‌ای هم در ناحيه شكمي پيش حركتي و آهيانه اي تحتاني (كه در ميمون مشاهده شد) و هم قشر حركتي تكميلي و لوب گيجگاهي مياني (كه در انسان مشاهده شد) بوده است.
مولنبرگز و همکاران پيشنهاد می‌کند لزوماً انسان بيش از ميمون نورون‌های آینه‌ای ندارد بلكه به‌جای آن، يك هسته سيستم آینه‌ای دارد كه در مشاهده و انجام عمل نقش ایفا می‌کنند (15) براي ساير عملکردهای مطرح‌شده براي نورون‌های آینه‌ای، سيستم آینه‌ای ممكن است تواناي به‌کارگیری ساير بخش‌های مغزی را وقتي وظايف شنيداري، حسي پيكري و هيجاني خود را انجام می‌دهند داشته باشد.
زمينه تحولي نورون‌های آینه‌ای
مقیاس‌هایی كه جمع‌آوری اطلاعات به‌وسیله دنبال كردن چشمي نوزاد انسان را اندازه می‌گیرند، پيشنهاد می‌کنند سيستم نوروني تا قبل ١٢ ماهگي به رشد خود می‌رسد؛ اما اين سؤال پيش می‌آید كه نورون‌های آینه‌ای چگونه خاصيت آینه‌ای خود را كسب می‌کنند؟ دو مدل مرتبط با هم اين موضوع را توضيح می‌دهند: یادگیری مبتنی بر نظریه هب، یادگیری مبتنی بر توالی تداعی. اگر نورون‌های بخش پيش حركتي نياز دارند به‌وسیله عمل تربيت شوند تا خاصيت آینه‌ای پيدا كنند، اين مشخص نيست چطور نوزاد تازه به دنيا آمده می‌تواند حالت چهره شخصي ديگر را تقليد كند، يك احتمال اين است كه ديدن زبان بيرون آمده توسط نوزاد يك الگوي 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 2004) 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: 1. درک عمل 2. درک قصد و نیت 3. تقلید و یادگیری مشاهده‌ای 4. همدلی و درک هیجان 5. خودآگاهی 6. نقش در تکامل زبان 7. 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.
- تسهيل در يادگيري از طریق مشاهده
نقش احتمالي ديگر براي نورون‌های آینه‌ای تسهيل يادگيري است. نورون‌های آینه‌ای بازنمايي از عمل را كدگذاری می‌کنند. اين به ما اجازه می‌دهد تا عمل مشاهده شده را در مغز شبیه‌سازی كنيم تا برنامه‌های حركتي خودمان را از آن عمل مشاهده شده جمع كنيم و آماده‌ی بازتوليد آن عمل در آينده شويم. اين يادگيري نا آشكار است (در ذهن). به دنبال اين فرایند، مشاهده‌کننده آن عمل را آشكارا در رفتار خود نشان خواهد داد و اين چيزي است كه توسط فرايند يادگيري پيوندی ايجاد می‌شود. هرچه سيناپس با تناوب بيشتري تحريك 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 5 روز داده شد. روش آموزش براي یکی از انواع حرکات موزون تمرین فیزیکی روزانه و در مورد نوع دیگر فقط از طریق مشاهده روزانه بود. قبل و در طی دوره 5 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 تصویري ثابت می‌کند در زمان آموزش بر اساس مشاهده بدون تمرین فیزیکی فرآیندهاي رزنانس حرکتی در مغز انسان ایجاد می‌شود و قسمت‌های عصبی درگیر در آموزش از طریق مشاهده و از طریق تمرین فیزیکی مشترك هستند.
- خودآگاهی
راماچاندران در سال ٢٠٠٩ اين احتمال را مطرح كرد نورون‌های آینه‌ای بستر نورولوژيك خودآگاهی را فراهم می‌آوردند او این‌گونه توضيح می‌دهد: من احتمال می‌دهم اين نورونها نمی‌توانند تنها رفتار ديگران را شبیه‌سازی كنند، بلكه می‌توانند باعث دروني شدن رفتار دیگران شوند تا يك بازنمايي درجه دوم يا فرا بازنمايي از فرایندهای مغزي قبلي خودتان ايجاد كنند. اين می‌تواند زيربناي نورولوژيك بينش و اثر متقابل خودآگاهی و دگر آگاهي باشد.
- تکامل زبان و نورون‌های آینه‌ای
نورون‌های آینه‌ای می‌توانند نقطه شروعي براي تکامل زبان بر اساس ايما و اشاراتي که تنها بعدها با صداها همراه شده‌اند فراهم کنند. در بررسي که دکتر میخائیل اربيب دانشمند اعصاب دانشگاه کاليفرنيا در مارس 1998 انجام داد فهميد، نورون‌های آینه‌ای پايه و خاستگاه زبان هستند؛ و زبان از اين نظر مديون نورون‌های آینه‌ای است.
اگرچه بسياري از دانشمندان در جستجوي منشأ و سرنخ‌های زبان در آواها و غرش‌های حيوانات بوده‌اند، ظهور ابتدايي زبان بر اساس ایماواشاره منطقي به نظر می‌رسد. انسان‌ها هنوز هم می‌توانند با دست‌هایشان به‌خوبی ارتباط برقرار کنند. کودکان ناشنوا می‌توانند خودبه‌خود بدون اینکه تعليم ببينند، یک‌زبان اشاره به وجود بياورند. ازآنجایی‌که دست‌ها به عضلات پیچیده‌ای مجهزند که به آن‌ها امکان می‌دهند که هر کاري را از در دست گرفتن چوب‌دستی‌های بزرگ تا چيدن توت‌های ريز انجام دهند، به نظر می‌رسد که آن‌ها براي تکامل يافتن ايماهاي بياني حاضر و آماده بوده‌اند. اگر واقعاً زبان گفتاري ما از ایماها و اشاره‌ها منشأ گرفته باشد، پس بايد هنوز ميان نواحي زبان و مناطق حرکتي در مغز اشتراک و همپوشاني وجود داشته باشد. نه‌تنها معلوم شده است که اين همپوشاني وجود دارد، بلکه دستگاه‌های اسکن‌کننده مغز نشان می‌دهند که يکي از مهم‌ترین مناطق مغزي مربوط به گفتار یعنی منطقه بروکا، زماني که صحبت می‌کنیم، هنگامی‌که ایماواشاره را به کار می‌بریم و هنگامی‌که ایماواشاره ديگران را می‌بینیم، فعال است. يعني درست همان چيزي که بر اساس نظريه نورون‌های آینه‌ای به‌عنوان خاستگاه زبان، پیش‌بین می‌شود.
