Supraexpunerea a distorsionat știința neuronilor oglindă | Revista Quanta

În vara lui 1991, neurologul Vittorio Gallese studia cum este reprezentată mișcarea în creier când a observat ceva ciudat. El și consilierul său de cercetare, Giacomo Rizzolatti, de la Universitatea din Parma, urmăreau ce neuroni deveneau activi atunci când maimuțele interacționau cu anumite obiecte. După cum observaseră oamenii de știință înainte, aceiași neuroni s-au declanșat atunci când maimuțele fie observau obiectele, fie le ridicau.

Dar apoi neuronii au făcut ceva la care cercetătorii nu se așteptau. Înainte de începerea oficială a experimentului, Gallese a apucat obiectele pentru a le arăta unei maimuțe. În acel moment, activitatea a crescut în aceiași neuroni care s-au declanșat când maimuța a apucat obiectele. A fost prima dată când cineva a observat neuronii codifică informații atât pentru o acțiune, cât și pentru un alt individ care efectuează acea acțiune.

Acei neuroni le-au amintit cercetătorilor de o oglindă: acțiunile observate de maimuțe s-au reflectat în creierul lor prin aceste celule motorii deosebite. În 1992, Gallese și Rizzolatti pentru prima dată celulele din jurnal Cercetarea experimentală a creierului iar apoi în 1996 le-a numit „neuroni oglindă” în Creier.

Cercetătorii știau că au găsit ceva interesant, dar nimic nu i-ar fi putut pregăti pentru modul în care va reacționa restul lumii. În 10 ani de la descoperire, ideea unui neuron oglindă a devenit conceptul rar de neuroștiință pentru a capta imaginația publicului. Din 2002 până în 2009, oamenii de știință din diferite discipline s-au alăturat popularizatorilor științei în sensaționalizarea acestor celule, atribuindu-le mai multe proprietăți pentru a explica astfel de comportamente umane complexe as empatie, altruism, învățare, imitație, autism și vorbire.

Apoi, aproape la fel de repede cu neuronii oglindă, s-au strecurat îndoieli științifice cu privire la puterea lor explicativă. În câțiva ani, aceste celule de celebrități au fost depozitate în sertarul descoperirilor prea promise și sub-livrate.

Cu toate acestea, rezultatele experimentale originale încă sunt valabile. Neuronii din cortexul premotor și zonele asociate creierului au comportamente în oglindă. Chiar dacă nu explică în mod convenabil categorii vaste de experiență umană, neuronii oglindă „sunt vii și trec cu picioarele”, a spus Gallese. Acum, o nouă generație de neuroștiință socială reînvie lucrările asupra celulelor abandonate pentru a cerceta modul în care neuronii cu proprietăți oglindă în tot creierul codifică comportamentul social.

Ridicarea și căderea

O parte din ceea ce a fost inițial atât de fascinant despre neuronii oglindă a fost că aceștia erau izbitor de deplasați. Într-o zonă a creierului dedicată planificării motorii, aici se aflau celule cu proprietăți unice care au răspuns în timpul percepției. În plus, cercetătorii din Parma au interpretat rezultatele lor ca dovezi pentru ceea ce este cunoscut sub numele de „înțelegerea acțiunii” în creier: ei au susținut că maimuțele ar putea intui ce face un alt individ și că această intuiție a fost rezolvată într-o singură celulă.

Prin urmare, neuronul oglindă a fost un „mod accesibil imediat de a explica un mecanism care este cu totul mai complex”, a spus Luca Bonini, un profesor de psihobiologie la Universitatea din Parma care nu a fost implicat în studiul original. Galvanizati de această interpretare, cercetătorii au început să proiecteze „înțelegerea” pe orice număr de celule care păreau o oglindă.

Fanfara entuziastă a deformat studiul neuronilor oglindă și a perturbat cariera cercetătorilor. La începutul anilor 2000, savantul cognitiv Gregory Hickok de la Universitatea din California, Irvine, a descoperit că neuronii din zonele motorii ale creierului legate de producerea vorbirii au devenit activi atunci când participanții ascultau vorbirea. Deși nu a fost o descoperire șocantă – „așa funcționează sistemul”, a spus Hickok – alți oameni de știință au început să-și vadă rezultatele printr-o lentilă de neuron-oglindă. Știa că teoria nu se poate aplica muncii lui. Alții au sugerat că atunci când ascultătorii au perceput vorbirea, neuronii din cortexul motor au „oglindit” ceea ce au auzit.

Pentru a-i respinge pe entuziaștii neuronilor oglindă, Hickok a început să afirme la începutul discuțiilor sale de cercetare că munca sa nu are nimic de-a face cu neuronii oglindă - o alegere care l-a așezat din neatenție în centrul dezbaterii. În 2009, redactorul-șef al Revista de Neuroștiințe cognitive l-a invitat pe Hickok să scrie o critică a teoriei. El a folosit vorbirea ca un caz de testare pentru a respinge afirmația grandioasă că neuronii oglindă din cortexul motor i-au permis unei maimuțe să înțeleagă acțiunile altuia. Dacă, a susținut Hickok, există un singur mecanism neuronal care codifică producerea unei acțiuni și înțelegerea acelei acțiuni, atunci deteriorarea acelui mecanism ar trebui să împiedice ambele să apară. Hickok a asamblat un dosar de studii care arată că deteriorarea zonelor de producție a vorbirii nu a perturbat înțelegerea vorbirii. Datele, a scris el, „demonstrează fără echivoc că teoria neuronului oglindă a percepției vorbirii este incorectă în orice formă puternică”.

Critica mult citată a dus la a afacere de carte și, în 2015, o invitație la dezbatere publică Gallese la Centrul Universității din New York pentru minte, creier și conștiință. Împărțind scena pentru prima dată, cei doi au fost rivali prietenoși: doi oameni de știință distinși care au făcut schimb de perspective concurente cu câteva tachinări ușoare, urmate de zâmbeşte peste beri.

Deși acea confruntare a fost pe cale amiabilă, reacția la hype-ul neuronului oglindă, în general, nu a fost. Astăzi, Gallese rămâne surprins de „acrimonia” cu care s-a confruntat în comunitatea științifică. „Nu cred că altcineva a fost analizat atât de profund ca noi”, a spus el. Și efectul asupra studiului acestor celule cerebrale a fost profund. În anii de după dezbaterea NYU, neuronii oglindă au făcut-o scăzut din discursul științific. În 2013, la apogeul hype-ului, oamenii de știință au publicat peste 300 de lucrări cu „neuron oglindă” în titlu. Până în 2020, acest număr s-a redus la jumătate, la mai puțin de 150.

Neuronul oglindă, redefinit

Episodul este un studiu de caz despre modul în care entuziasmul în jurul anumitor idei poate transforma cursul cercetării lor. Gallese a atribuit declinul studiilor asupra neuronilor oglindă fricii colective și autocenzurii. „[Cercetătorii] se tem [că] dacă afișează eticheta „neuroni oglindă”, lucrarea ar putea fi respinsă”, a spus el.

Drept urmare, cercetătorii au adoptat o terminologie diferită – „rețea de activare a acțiunii”, de exemplu – pentru a explica mecanismele oglinzilor din creier. Termenul „neuron oglindă” a devenit, de asemenea, tulbure. La început, definiția sa a fost clară: era o celulă motorie care se declanșa în timpul unei mișcări și, de asemenea, în timpul perceperii aceleiași mișcări sau a unei mișcări similare. Cu toate acestea, pe măsură ce cercetătorii au recrutat termenul pentru a explica fenomenele sociale, definiția a devenit greoaie până la punctul în care a devenit o „teorie imposibil de testat”, a spus Hickok.

Astăzi, după o perioadă de răcire, oamenii de știință socială scot celulele din noroiul biologic. În timp ce privesc dincolo de zonele motorii ale creierului, ei descoperă ceea ce arată în mod suspect ca neuroni oglindă. Anul trecut, o echipă de la Universitatea Stanford raportat în Celulă descoperirea neuronilor care oglindesc agresivitatea la soareci. Această suită de celule s-a declanșat atât atunci când un șoarece se comporta agresiv, cât și când îi privea pe ceilalți luptă. Deoarece celulele au devenit active în ambele contexte, cercetătorii au sugerat că sunt neuroni oglindă.

„Acesta a fost primul exemplu care a demonstrat existența neuronilor oglindă în zone complexe ale creierului social”, a spus Emily Wu, profesor asistent adjunct de neurologie la Universitatea din California, Los Angeles, care nu a fost implicată în cercetare.

Această constatare se adaugă la a tot mai multe dovezi că neuronii dincolo de cortexul premotor au proprietăți de oglindă atunci când două animale interacționează social. Aceste aceleași celule se declanșează în timpul acțiunilor personale sau emotii și ca răspuns la a-i vedea pe alții având aceleași experiențe.

Din punct de vedere tehnic, după definiția originală, aceste celule nu sunt neuroni oglindă, a spus Hickok: Neuronii oglindă sunt celule motorii, nu celule sociale. Cu toate acestea, Wu nu transpira definițiile. În loc să dezbată ce este și ce nu este un neuron oglindă, ea își propune să catalogheze proprietățile funcționale ale oglinzii care caracterizează celulele oriunde ar putea exista în creier.

Scopul este de a descrie cât de răspândiți sunt acești neuroni și cum, la nivel electrofiziologic, se comportă așa cum se comportă în mod unic. Făcând acest lucru, Wu și alți oameni de știință curăță norul de hype pentru a vedea aceste celule așa cum sunt cu adevărat.