В мозге крыс нашли эмоциональные зеркальные нейроны

Нидерландские ученые обнаружили в мозге крыс эмоциональные зеркальные нейроны. С помощью эксперимента, в ходе которого крысе причиняли боль с помощью лазера, а также показывали, как другую крысу бьют током, исследователи выделили в передней поясной коре (отделе, который в том числе отвечает за эмпатию) их головного мозга популяцию нейронов, которые активны как при ощущении боли, так и при наблюдении за тем, как ее испытывает кто-то другой. Статья опубликована в журнале Current Biology.

За эмпатию в головном мозге отвечает, помимо прочих участков, передняя поясная кора — эволюционно новый отдел, хорошо развитый у высших приматов и некоторых млекопитающих. Работы, проведенные с участием людей, показывают, что этот отдел активируется тогда, когда человек испытывает боль сам, и тогда, когда он наблюдает за тем, как больно кому-то другому: это позволяет вынести предположение о том, что в передней поясной коре есть особый тип нейронов — зеркальные нейроны. Тем не менее, это до сих пор не было точно доказано, во многом из-за того, что передняя поясная кора также участвует в процессе обработки других эмоциональных стимулов.

Прояснить этот вопрос решили ученые под руководством Кристиана Кейсерса (Christian Keysers) из Нидерландского института нейробиологии. Они провели эксперимент на крысах, которых разделили на пары. В мозг одной крысы из пары вживили электроды для мониторинга активности передней поясной коры: эта крыса была отделена от своего партнера прозрачной перегородкой. Крыса за перегородкой получала удар током, который сопровождался определенным звуком. Ученые записывали реакцию крысы с подключенными электродами в момент удара другой крысы током, а также в отдельном условии — когда ей причиняли боль с помощью лазера. Еще в одном условии ученые изучили, как мозг крысы реагирует на звук, которым сопровождался удар другой крысы током: это необходимо было для того, чтобы оценить активность мозга в ответ на стимул, который вызывает у животного страх. И лазер, и удар током подавались с разной силой. В качестве основного показателя поведенческой реакции ученые наблюдали за тем, как крысы «застывают» при воздействии различных стимулов: как болевого, так и наблюдения за крысами, которым причиняют боль.

Ученые обнаружили, что нейроны в изученной области, активные во время того, как крыса испытывала боль, и во время того, как другая крыса за ней наблюдала, пересекаются. Причем это пересечение было заметнее, чем с нейронами, которые активны во время того, как крысе включали звук, который сопровождал удар током: это помогло ученым отвергнуть предположение о том, что специфичные как для обработки болевого стимула, так и наблюдения за тем, как боль испытывает кто-то другой, также активны и под воздействием другого отрицательного эмоционального стимула — страха. Также ученым не удалось добиться отмены реакции на устрашающий стимул при инъекции мусцимола — препарата-агониста ГАМК_А-рецептора (одного из основных «тормозных» рецепторов головного мозга — ГАМК-рецепторов), введение которого в область передней поясной коры снижало реакцию крыс на боль, которую испытывают другие крысы.

Авторы работы пришли к выводу, что выделенные в области передней поясной коры крыс нейроны в действительности являются зеркальными: рассмотренная популяция нервных клеток активна как при ощущении боли, так и при наблюдении за ней. Это подтвердило и то, что объяснить активность этих нейронов при наблюдении за болью других тем, что они вовлечены в обработку эмоциональной реакции, также нельзя. 

Недавно проведенный эксперимент на других грызунах — мышах — показал, что за отрицательную эмоциональную реакцию на боль отвечает работа миндалевидного тела. Об этом вы можете прочитать здесь.

Елизавета Ивтушок