Κατοπτρικοί νευρώνες

Στα τέλη της δεκαετίας του 1990, επιστήμονες από το πανεπιστήμιο της Πάρμα, στην Ιταλία κατέγραφαν τη δραστηριότητα των νευρικών κυττάρων που ελέγχουν την κίνηση, των επονομαζόμενων νευρώνων εντολής κίνησης (motor command neurons). Τα νευρικά αυτά κύτταρα βρίσκονται σε μια περιοχή του μετωπιαίου λοβού που ονομάζεται προκινητικός φλοιός και αποτελούν μέρος ενός κυκλώματος που ενεργοποιείται κάθε φορά που το πειραματόζωο έκανε μια κίνηση. Έτσι, κάποιος νευρώνας εντολής κίνησης, και κατ” επέκταση το αντίστοιχο κύκλωμα στο οποίο αυτός ανήκει, ενεργοποιείται όταν απλώνουμε το χέρι να πιάσουμε κάτι και κάποιο άλλο κύκλωμα ενεργοποιείται όταν χαιρετάμε κ.ο.κ.

Εκείνο το βράδυ, ο Τζιάκομο Ριτζολάτι είχε προσαρμόσει ηλεκτρόδια στον εγκέφαλο ενός πιθήκου και κατέγραφε την εγκεφαλική δραστηριότητά του όταν άπλωνε το χέρι του, έπαιρνε ένα φιστίκι και το έτρωγε. Φανταστείτε την έκπληξή του όταν παρατήρησε πως κάποια από τα νευρικά κύτταρα εντολής κίνησης που κατέγραφε ενεργοποιούνταν όχι μόνο όταν ο πίθηκος έπαιρνε το φιστίκι, αλλά και όταν ο πίθηκος έβλεπε έναν άλλο πίθηκο να κάνει την ίδια κίνηση, να απλώνει δηλαδή το χέρι του και να παίρνει ένα φιστίκι.

Οι νευρώνες αυτοί ονομάστηκαν αρχικά monkey do – monkey see neurons, για να καταλήξουν στην επιστημονικοτερη ονομασία κατοπτρικοί νευρώνες(νευρώνες καθρέφτες- mirror neurons). Παρότι οι επιστήμονες έχουν σημαντικές διαφωνίες σε ότι αφορά τη σημασία των κατοπτρικών νευρώνων στον άνθρωπο, ουσιαστικά κανείς δεν αμφισβητεί την παρουσία τους στον άνθρωπο. Μεταγενέστερες έρευνες υπολογίζουν πως το 20% των νευρικών κυττάρων στην περιοχή του προκινητικού φλοιού είναι κατοπτρικοί νευρώνες, ενώ κατοπτρικοί νευρώνες διαφόρων τύπων βρίσκονται και στις περιοχές που σχετίζονται με την αίσθηση του πόνου και της αφής (περίπου 10% των νευρικών κυττάρων στην περιοχή όπου αναγνωρίζονται οι αισθήσεις της αφής και του πόνου είναι κατοπτρικοί), αλλά και με πιο σύνθετες εγκεφαλικές λειτουργίες, όπως η όραση και η ακοή.

Ουσιαστικά, ανάμεσα στα κύτταρα που ελέγχουν την δική μας κίνηση ή τις αισθήσεις μας, υπάρχουν και κάποια κύτταρα που δεν μπορούν να ξεχωρίσουν αν αυτός που κινείται είμαστε εμείς ή ο άνθρωπος απέναντί μας- ενεργοποιούνται και στέλνουν σήματα στον εγκέφαλο και στις δύο περιπτώσεις. Με απλά λόγια, κάθε φορά που βλέπουμε κάποιον να κάνει κάτι, τα νευρικά κύτταρα που θα χρησιμοποιούσε ο εγκέφαλος μας για να κάνει το ίδιο πράγμα, ενεργοποιούνται κι αυτά!!!

Τι συμβαίνει εκείνη τη στιγμή; Βλέπω κάποιον να απλώνει το χέρι του προς το φιστίκι, αναγνωρίζω την κίνηση, ενεργοποιείται ο κατοπτρικός μου νευρώνας και ο εγκέφαλος μου ψάχνει να δει με ποια από τις δικές μου κινήσεις (μέσα από το δικό μου αποθηκευμένο ρεπερτόριο κινήσεων) μοιάζει περισσότερο αυτή η κίνηση και έτσι ταυτοποιώ την κίνηση και κατανοώ την πρόθεση του ανθρώπου απέναντί μου να φτάσει το φιστίκι. Η όλη διαδικασία μοιάζει πολύ με το σπαστικότερο χαρακτηριστικό όλων των κειμενογράφων με αυτόματη διόρθωση, το περίφημο Τ9, που κάθε φορά επιλέγει και περνά αυτόματα στο κείμενο την συχνότερα χρησιμοποιούμενη λέξη από εκείνες που ξεκινούν με τα γράμματα που έχουμε ήδη γράψει (συχνά με μικρή επιτυχία, καθώς κάνει τα «φιλιά» που στέλνουμε στο τέλος των μηνυμάτων μας, «φιλία»).

Μοιάζει σαν ο εγκέφαλος μας να λειτουργεί με το εξής σκεπτικό: «Αφού τώρα που βλέπω τον απέναντι να κάνει αυτή την κίνηση, ενεργοποιείται το κύκλωμα που ενεργοποιείται όταν εγώ κάνω αυτή την κίνηση, αυτή την κίνηση μάλλον θα κάνει και εκείνος». Πρόκειται για μια διαδικασία ταυτοποίησης μιας εικονικής αναπαράστασης του άλλου.

Πριν την ανακάλυψη των κατοπτρικών νευρώνων πιστεύαμε πως η αναγνώριση της πράξης ή της σκέψης του απέναντι γίνονταν μέσα από αλλεπάλληλες λογικές συνεπαγωγές που εδράζονταν σε συγκεκριμένο κέντρο του εγκεφάλου, το οποίο όμως δεν είχε ταυτοποιηθεί ικανοποιητικά. Φαίνεται όμως πως η πραγματικότητα είναι άλλη. Η αναγνώριση των κινήσεων και των συναισθημάτων των άλλων, και κατ’ επέκταση, η κοινωνική φύση του ανθρώπου μεσολαβείται από το σύστημα των κατοπτρικών νευρώνων, που, με μικρές παραλλαγές, βρίσκεται διάσπαρτο σε πολλές περιοχές του εγκεφάλου.

Εδώ προκύπτει το λογικό ερώτημα: αφού το ίδιο κύτταρο ενεργοποιείται όταν τσιμπάτε με μια καρφίτσα είτε εμένα είτε τον κύριο που κάθεται απέναντί μου, γιατί ο εγκέφαλος μου δεν μπερδεύεται και να φωνάζει «άουτς!» . Η απάντηση βρίσκεται στο δέρμα μας: αν δω να τσιμπάνε τον απέναντι στο χέρι με μια καρφίτσα, ο κατοπτρικός νευρώνας που αντιστοιχεί στο χέρι θα ενεργοποιηθεί στέλνοντας το σχετικό μήνυμα στα ανώτερα κέντρα του εγκεφάλου. Ταυτόχρονα, όμως, ο εγκέφαλος παίρνει αρνητικό σήμα πόνου από το δέρμα της περιοχής του χεριού μου, οπότε αυτή η απουσία επιβεβαίωσης του σήματος του κατοπτρικού νευρώνα, μου επιτρέπει να καταλαβαίνω ότι δεν πονάω εγώ αλλά ο άλλος και έτσι να συμπάσχω με τον πόνο του κυρίου που κάθεται απέναντί μου, αλλά να μην πονάω η ίδια. Αν με τη συνδρομή αναισθησιολόγου αποκλείσουμε το βραχιόνιο πλέγμα του χεριού μου, έτσι ώστε να μην φτάνουν νευρικές ώσεις από το χέρι στον εγκέφαλο, ΝΙΩΘΟΥΜΕ ΤΣΙΜΠΙΜΑ στο δικό μας χέρι όταν τσιμπούν με καρφίτσα τον πολύπαθο κύριο από απέναντι! Αντίστοιχα βιώματα έχουν και όσοι είχαν την ατυχία να ακρωτηριαστούν. Συχνά νιώθουν αισθήσεις στο ακρωτηριασμένο μέλος (που στην ιατρική αποκαλείται μέλος- φάντασμα)  όταν βλέπουν κάποιον άλλον να δέχεται ένα ερέθισμα στο δικό του αντίστοιχο άκρο. Π.χ. αν δω κάποιον να χαϊδεύει το χέρι της κυρίας απέναντι, νιώθω το χάδι στο δικό μου ακρωτηριασμένο χέρι, παρότι έχω πλήρη επίγνωση ότι δεν έχω χέρι. Βλέπετε, και στην περίπτωση αυτή δεν υπάρχει δέρμα για να στείλει τις νευρικές ώσεις που θα ακυρώσουν το σήμα του κατοπτρικού μου νευρώνα. Το φαινόμενο αυτό έκανε τον καθηγητή της συμπεριφορικής νευρολογίας στο Πανεπιστήμιο του Σαν Ντιέγκο  V.S. Ramachandran να υποστηρίζει πως «το μόνο πράγμα που χωρίζει τη δική μας συνειδητότητα, από τη συνειδητότητα των άλλων, είναι το δέρμα μας!»- με μια μικρή δόση φιλολογικής υπερβολής βέβαια, καθώς στη διαδικασία αυτή μετέχουν και κέντρα από το μετωπιαίο φλοιό του εγκεφάλου.

Ποιος είναι ο ρόλος των κατοπτρικών νευρώνων;

1. Τα κατοπτρικά κύτταρα και τα νευρικά κυκλώματα στα οποία μετέχουν μας επιτρέπουν να προβλέπουμε (να υποθέτουμε, να εκτιμούμε, διαλέχτε την έκφραση που επιθυμείτε) τι κάνει ο άνθρωπος απέναντί μας, αντιστοιχώντας αυτό που βλέπουμε (τον άνθρωπο που κινείται να πάρει το φιστίκι του) με έναν αντίστοιχο πρότυπο χάρτη από το ρεπερτόριο των δικών μας πράξεων: Δεν συνάγουμε τι θα κάνει ο άλλος ελέγχοντας και απορρίπτοντας υποθέσεις με λογικό τρόπο – αντιστοιχούμε την κίνηση που βλέπουμε με τις κινήσεις που κάνουμε συνήθως εμείς, χτίζοντας μέσα μας μια εικονική αναπαράσταση της πράξης στο κεφάλι μας. Έτσι, όταν βλέπω τον τερματοφύλακα να αγωνιά πριν το πέναλτι σχεδόν νιώθω την αγωνία του στο κορμί μου, την ένταση στα πόδια του, τον ιδρώτα να κυλάει στο μέτωπό του- ξέρω πως δεν είμαι εγώ τερματοφύλακας, όμως όλα αυτά τα νιώθουμε, και γι” αυτό άλλωστε  και ταυτιζόμαστε τόσο πολύ με τους αθλητές. Πέραν όμως του αθλητισμού και του θεάτρου, οι κατοπτρικοί νευρώνες μας επιτρέπουν να προβλέψουμε τις προθέσεις του άλλου, αλλά και να δούμε τον κόσμο μέσα από τα δικά του μάτια, ενσυναισθανόμενοι τον πόνο του, αλλά και πιο σύνθετα συναισθήματα. Σκεφτείτε πόσο σημαντικό πλεονέκτημα είναι και τα δύο αυτά χαρακτηριστικά για ένα κοινωνικό ζώο που βρίσκεται σε διαρκή αγώνα επιβίωσης και άρα ελέγχου του περιβάλλοντος γύρω του.

2. Τα κατοπτρικά κύτταρα επιτρέπουν την μίμηση και έτσι την μάθηση μέσω της μίμησης, Πλέον ξέρουμε ότι νεογέννητα μόλις λίγων ωρών ζωής είναι σε θέση να μιμηθούν τη μητέρα τους που βγάζει τη γλώσσα της, ενώ όσο το μωρό μεγαλώνει είναι σε θέση να μιμηθεί πιο σύνθετα πρότυπα, όπως να «κολλάει πέντε». Ο V.S. Ramachandran υποστηρίζει πως η μίμηση υπόκειται της μεγάλης πολιτισμικής εξέλιξης που σημείωσε το ανθρώπινο είδος 60.000- 100.000 χρόνια πριν, και θεωρεί την μίμηση απότοκο όχι πολλών τυχαίων μεταλλάξεων που συνέπεσαν χρονικά (πραγματικά ως θεωρία είναι μάλλον ασθενής), αλλά μιας και μόνης μετάλλαξης που γέννησε τους κατοπτρικούς νευρώνες. Ο Ramachadran εξηγεί το επιχείρημά του με το παράδειγμα της αρκούδας. Αν μια κοινή αρκούδα ζει σε ένα περιβάλλον που αιφνίδια γίνεται πολικό, θα πρέπει να περάσουν πολλές εκατοντάδες γενιές ώστε μέσω της διαδικασίας της φυσικής επιλογής του Δαρβίνου να δημιουργηθούν παχύτερες αρκούδες με ανοιχτόχρωμο τρίχωμα, ώστε να αντέχουν στο κρύο. Ακόμα κι αν υποθέσουμε πως κάποια ιδιαίτερα ευρηματική αρκούδα θα μπορούσε να σκεφτεί να χρησιμοποιήσει το τομάρι ενός άλλου ζώου για να προφυλαχτεί από το κρύο, οι αρκούδες δεν έχουν στον εγκέφαλο τους την υποδομή να μάθουν γρήγορα η μια από την άλλη, μέσα στην ίδια γενιά δηλαδή, τρόπους να προφυλαχτούν από το κρύο. Για τον άνθρωπο, τα πράγματα είναι ευκολότερα. Αρκεί ένας να σκεφτεί να γδάρει ένα ζώο και να καλυφθεί με το τομάρι του. Από εκεί και μετά, οι κατοπτρικοί νευρώνες θα βοηθήσουν τους γύρω να μιμηθούν τον ευρηματικό τύπο της παρέας και να προφυλαχθούν κι αυτοί από το κρύο. Πρόκειται για το σημείο καμπής όπου η εξέλιξη του ανθρώπινου είδους από Δαρβίνεια γίνεται πολιτισμική.

Τα κατοπτρικά κύτταρα αποτελούν το επίκεντρο της έρευνας στις νευροεπιστήμες τα τελευταία χρόνια. Οι ερευνητές μόλις αρχίζουν να συνειδητοποιούν το πόσο κεντρικό ρόλο παίζει για τον άνθρωπο το σύστημα των κατοπτρικών νευρώνων. Στα πλαίσια αυτά, μαθαίνουμε ολοένα και περισσότερα για το ρόλο τους. Σκεφτείτε λοιπόν αυτό το σύστημα κατόπτρων, να γυρίζει προς τα μέσα, να μας χαρίζει δηλαδή την ικανότητα αυτό-παρατήρησης. Και όπως είναι εύλογο, η ικανότητα αυτό-παρατήρησης αποτελεί θεμέλιο της συνείδησης του εαυτού μας (self awareness). Αυτή όμως είναι μια μεγάλη ιστορία που θα αναλύσουμε σε επόμενο άρθρο.

πηγη