Ce ne face pe noi, oamenii, să fim atât de deosebiți față de restul ființelor de pe Pământ? Cine ne-a ajutat să evoluăm atât de rapid? Să fie oare vreo rasă extraterestră ”vinovată” de această transformare rapidă și radicală a noastră?
O descoperire destul de recentă, făcută la sfârşitul anilor ’90 la Universitatea din Parma – Italia de neuro cercetătorul Giacomo Rizzalotti împreună cu colegii săi Giuseppe Di Pellegrino, Luciano Fadiga și Vittorio Gallese a elucidat misterul evoluției rapide a omului.
Aceștia studiau circuitele neuronale din creierul unei maimuțe, și anume neuronii specifici funcțiilor motorii. Prin implantarea unor electrozi în lobii frontali, cercetătorii urmăreau efectele impulsurilor electrice din această zonă. Un impuls electric făcea ca maimuța să apuce o alună, altul iniția mișcarea de ducere a hranei spre gură, altul pentru a împinge un obiect, și așa mai departe. Acești neuroni erau responsabili pentru o funcție specifică și relativ simplă.
Însă, pe lângă acești neuroni, descoperiți și studiați de Vernon Mountcastle câteva decenii în urmă, echipa lui Giacomo Rizzalotti a făcut o descoperire interesantă. O parte din neuroni se activau nu numai când maimuța efectua o acțiune, ci și atunci când ea privea o altă maimuță efectuând o acțiune similară.
Era clar că aceștia nu erau simpli neuroni motorii, ci cu totul altceva. Ei ”citeau” mintea celeilalte maimuțe și îi descifrau intenția și scopul, iar astfel îi copiau comportamentul.
Acest tip de neuroni speciali, denumiți de cercetători ”neuroni oglindă” se pare că sunt responsabili pentru evoluția noastră. Apariția lor la nivelul cortexului cerebral i-a permis omului să învețe rapid prin imitare. Imitarea cu un grad de precizie mare a unei acțiuni executată de o altă persoană se face rapid doar dacă ”intri în pielea” celuilalt și îi adopți fără rezerve punctul său de vedere. Prin acest tip de imitare se obțin performanțe similare cu ale persoanei observate.[stextbox id=”info” image=”null”]Creierul uman a atins marimea și capacitatea sa intelectuală acum aproximativ 3 – 400 000 de ani în urmă, însă, apariția și răspândirea rapidă a unor abilități specifice umane, cum ar fi limbajul, întrebuințarea focului, inventarea și mînuirea uneltelor sau abilitatea de a interpreta rapid și complex comportamentul altor persoane au apărut relativ brusc acum aproximativ 75 000 de ani. Până atunci, creierul s-a aflat într-o inexplicabilă stare de latență, funcționănd mult sub capacitatea sa maximă. Aceste activități specifice îl diferențiază pe om de restul speciilor și îl fac atât de special și unic.[/stextbox]
Neuro cercetătorul Vilayanur Ramachandran, director al Centrului pentru Studiul Creierului şi Mecanismelor Cognitive de la Universitatea din San Diego, consideră că apariția acestui sistem complex, a făcut posibil ca orice descoperire a unui membru al unei comunități să poată fi copiată și răspândită rapid la nivel orizontal în cadrul grupului dar și transmisă vertical trans-generațional. Unul dintre exemplele oferite de el în sprijinul răspândirii rapide a informației prin copiere este cel al ursului polar care a avut nevoie de sute de mii de ani de evoluție pentru a-și dezvolta blană lungă și groasă, împreună cu ţesutul adipos pentru a supraviețui în condiții extreme. Acesta este ucis de un om ce descoperă accidental că după jupuire blana îi poate ține de cald. La rândul să acesta este observat și copiat de învățăcelul ce-și urmărește profesorul și astfel toate acele sute de mii de ani sunt practic comprimate într-o singură generație. Toată această transmitere a informației prin imitare s-a transmis într-o proporție geometrică în populație creând cultura, fundamentul civilizației.[stextbox id=”alert” image=”null”]Aproximativ 10% din totalitatea neuronilor senzoriali și pînă la 20% din cei motorii îndeplinesc în paralel și rolul de neuroni oglindă.[/stextbox]
Sistemul neuronilor oglindă este modalitatea prin care absorbim informația iar apoi o proiectăm și o răspîndim înapoi în lume prin propriile noastre abilități
De-a lungul timpului oamenii au devenit extrem de buni în a privi și a traduce ceea ce văd. Această abilitate poate fi observată în rândul fanilor sportivi. Ei se încordează și transpiră alături de jucătorii din teren, pentru că neuronii lor oglindă transmit impulsuri ca și când cel din fotoliu ar fi în mijlocul arenei luptând. Aceasta face parte din frumusețea de a fi fan.
Neuro cercetătorul Marco Iacoboni, profesor la Universitatea California din Los Angeles (UCLA) și unul dintre pionierii cercetării neuronilor oglindă, a făcut o altă descoperire interesantă. Micile circuite neuronale din cortexul premotor și cortexul parietal inferior sunt activate atât atunci când este efectuată o acțiune, sau când cineva zâmbeşte, dar și atunci când persoana observă pe altcineva făcând aceste acțiuni. Astfel, dispare distincția dintre a vedea și de a face.
Aceste „celule inteligente” din creierul nostru ne permit să-i înțelegem pe ceilalți. Cu ajutorul rezonanței magnetice acesta a demonstrat că rolul neuronilor oglindă nu este limitat doar la a copia o anumită acțiune. Aceștia copiază și ceea ce simte o persoană. Derularea unei serii de imagini cu chipuri ce exprimă fericirea, îi produc privitorului un sentiment de bucurie, la nivelul creierul apărând activitate în zona dedicată emoțiilor pozitive. Derularea unei serii de imagini cu chipuri furioase, provoacă o reacție mult mai extinsă în zona dedicată emoțiilor negative.
Conform cercetărilor acestuia, neuronii oglindă pot trimite mesaje spre sistemul limbic ce joacă un rol major în memorie și emoții și ne ajută să experimentăm emoții care se potrivesc cu emoțiile altei persoane. Prin empatie, împărtășim sentimentele de tristețe sau de fericire, dar și acelea de durere sau frică care sunt trăite de către o altă persoană, chiar dacă aceasta nu le exprimă explicit. Activitatea acestor neuroni poate fi influențată de factori diverși, cum ar fi profunzimea relației dintre cele două persoane sau comportamentul său din trecut și poate, chiar în funcție de cât de mult este plăcută sau displăcută cealaltă persoană.[stextbox id=”warning” image=”null”]Unul dintre studiile efectuate de către Iacoboni şi echipa să subliniază importanța neuronilor oglinda și rolul lor în dezvoltarea tulburării din spectrul autist (ASD). ASD este o tulburare de dezvoltare omniprezentă caracterizată prin deficiențe la nivelul interacțiunii sociale. Echipa de cercetători condusă de Iacoboni a folosit imagistica prin rezonanţă magnetică funcţională (fMRI) pentru a investiga activitatea neuronală a 10 copii cu autism înalt funcţional, cu ASD şi 10 copii cu o dezvoltare normală. Ambele grupuri au observat și imitat expresii emoționale faciale, însă, deși ambele grupuri și-au îndeplinit sarcinile, copiii cu autism au avut o activitate redusă a neuronilor oglindă, în special în zona de girus frontal inferior. Mai mult decât atât, gradul de reducere a acestor neuroni în oglindă a fost corelat cu severitatea simptomelor lor. Concluzia studiului lui Iacoboni este că un sistem de neuroni oglinda sănătos este crucial pentru dezvoltarea socială normală. „Dacă ai „oglinzi sparte „sau un deficit în sistemul neuronilor oglindă, probabil vei sfârşi prin a avea probleme sociale, așa cum pacienţii cu autism au”, spune Iacoboni.[/stextbox]
Sindromul membrului fantomă, un altfel de durere
Un alt tip de neuroni oglindă este studiat de către Vilayanur Ramachandran. Acesta a demonstrat existența unui tip de neuron oglindă implicat în procesul atingerii.
Acești neuroni oglindă pentru atingere situați în cortexul somatosenzorial se activează atunci cînd cineva este atins. Însă, același neuron se va activa în anumite situații atunci cînd o altă persoană din raza vizuală este atinsă, creându-se astfel empatia cu cealaltă personă. Pentru fiecare zonă atinsă se va activa un alt neuron, o parte din ei reacționînd empatic cînd o altă persoană este atinsă în același loc. Singura barieră în calea simțirii efective a atingerii, conform cercetărilor lui Ramachandran este rețeaua de receptori din piele. Aceștia sunt răspunzători pentru senzația de atingere și durere, iar ei transmit mesajul spre creier că totul este în regulă, că nu ești atins și astfel persoana nu devine confuză și nu sinte senzația de atingere prin simpla privire a celuilalt.
În momentul în care brațul dispare fizic, datorită unei amputări sau pur și simplu este anesteziat, în lipsa feedbackului dat de receptori, senzația de atingere devine reală. În acest caz, neuronii oglindă preiau controlul deoarece acea barieră a dispărut. V. Ramachandran consideră că dacă pielea cu toți senzorii ei este eliminată, se dizolvă și bariera dintre ființele umane. Datorită acestei caracteristici a acestui tip de neuroni de a empatiza, el îi numește neuroni Ghandi.
Aceste studii efectuate de el îi ajută în mod real pe cei ce au suferit o amputație. O mare parte din cei care și-au pierdut un membru într-un accident violent simt încă durerea dinainte de amputare deoarece de fiecare dată cînd cortexul motor trimite o comandă de mișcare a brațului, cortexul senzorial din lobul parietal va primi un feedback negativ de la muschi, piele, sau articulații. Toată această buclă de feedback este dată peste cap. Datorită acestei necorelări între cortexul motor și cel senzorial, creierul învață că membrul este paralizat și acționează ca atare, construind o imagine a membrului ca fiind traumatizat. După amputare, senzația de paralizie sau de durere poate rămîne, apărînd durerea membrului fantomă. Deoarece creierul continuă să rețină pe scoarța cerebrală reprezentarea membrului pierdut, o bună metodă de reducere a durerii dezvoltată de Ramachandran este cea a construirii unei cutii cu o oglindă. 
Designul acesteia este simplu. Se îndepărtează partea frontală și superioară a unei cutii de carton, iar în centrul ei se plasează o oglindă, iar brațele sunt poziționate de fiecare parte a oglinzii. Pacientul va privi în jos spre membre, în unghi, în așa fel încât să vadă reflexia mâinii sănătoase suprapusă peste membrul amputat. Astfel acesta va avea iluzia că își privește ambele membre. Apoi acesta poate face exerciții simple cu mâna sănătoasă, sau o poate masa în așa fel încât membrul amputat să se relaxeze și durerea fantomă să dispară. Pe de altă parte, creierul rescrie în harta informațiile despre membru eliminînd senzația de durere.
Neuronii oglindă, mesaj peste generații
Studiul neuronilor oglindă este încă la început, însă rolul lor nu trebuie subestimat. Neuronii oglindă oferă indicii cu privire la modul în care copiii învaţă încă de la naștere să-și miște membrele. Un studiu publicat de Dr. Andrew Meltzoff de la Universitatea din Washington, a arătat că sugarii născuți de câteva minute vor scoate limba la adulții care fac același lucru. Spre deosebire de alte primate, copii sunt puternic înarmați cu acest sistem de imitare și învățare, aceștia observând în detaliu comportamentul adulților și practicarea lui automată.
În primii ani de dezvoltare, copilul se afla într-o relație simbiotică emoţională cu mama lui. Prin ea, copilul își culege toate informațiile prin intermediul neuronilor oglindă de toate tipurile. Tot acum, el își așează fundamentul structurii sale emoționale ce va sta la baza dezvoltării sale ulterioare. Prin oglindire, practic acesta are acces la informațiile furnizate de strămoșii săi ce s-au oglindit reciproc, având astfel acces la informațiile din cadrul familiei.
P.S. Acest material este al doilea din seria de articole concepute de mine special pentru rubrica Psihologie din revista Știință & Tehnică. El a fost deja publicat în numărul din octombrie 2014. Articolele vor fi postate pe blog la aproximativ o lună de la data apariției revistei. Am primit permisiunea de a le posta și pe blog deoarece revista este destul de greu de găsit.
