Исследователи из Кембриджского университета определили ранее неизвестный тип нейрона, который, по их словам, активно и спонтанно имитирует процессы принятия мысленных решений, когда социальные партнеры учатся друг у друга.
Исследование, опубликованное сегодня в Cell, предполагает, что эти недавно названные «симуляционные нейроны», обнаруженные в миндалевидном теле, совокупности нервных клеток в височной доле мозга, позволяют животным (и, возможно, также людям) реконструировать свои душевное состояние социального партнера и тем самым прогнозировать его намерения.
Исследователи предполагают, что если симуляционные нейроны станут дисфункциональными, это может ограничить социальное познание, что является симптомом аутизма. Напротив, они предполагают, что сверхактивные нейроны могут привести к преувеличенной симуляции того, что могут думать другие, что может сыграть роль в социальной тревоге.
Ведущий автор исследования доктор Фабиан Грабенхорст из отдела физиологии, развития и нейробиологии говорит: «Мы начали искать нейроны, которые могли бы участвовать в социальном обучении. Мы были удивлены, обнаружив, что нейроны миндалины не только узнают ценность объектов из социальных наблюдений, но и фактически используют эту информацию для имитации решений партнера."
Имитация чужих решений – сложный когнитивный процесс, основанный на социальном обучении.
Например, наблюдая за тем, как партнер выбирает себе пищу, мы узнаем, какие продукты являются ценными и достойными выбора. Такие знания не только влияют на наши собственные решения, но также помогают нам прогнозировать будущие решения нашего партнера.
Психологи и философы давно предположили, что моделирование – это механизм, с помощью которого люди понимают мысли друг друга.
Тем не менее, нейронная основа этого сложного процесса осталась неясной. Миндалевидное тело хорошо известно своей разнообразной ролью в социальном поведении и было связано с аутизмом.
Однако до сих пор было неизвестно, вносят ли нейроны миндалины также вклад в продвинутое социальное познание, например, в моделирование решений других людей.
В ходе исследования была зафиксирована активность отдельных нейронов миндалины, когда обезьяны макаки принимали участие в учебной задаче по наблюдению. Сидели лицом друг к другу с сенсорным экраном между ними, животные по очереди делали выбор, чтобы получить награды.
Чтобы получить максимальное вознаграждение фруктовым соком, животные должны были учиться и отслеживать вероятности вознаграждения, связанные с различными изображениями, отображаемыми на экране.
Исследование позволило одному животному наблюдать за выбором своего партнера, чтобы они могли узнать значение награды на фотографиях. Как только картинки переключались между ними, наблюдающее животное могло использовать это знание, когда настала их очередь выбирать.
Удивительно, но исследователи обнаружили, что когда животное наблюдало за своим партнером, нейроны миндалины наблюдателя, казалось, разыгрывали вычисление решения.
Эти нейроны сначала сравнивают значения вознаграждения вариантов выбора партнера, прежде чем сигнализировать о вероятном выборе партнера, в соответствии с смоделированным процессом принятия решения. Важно отметить, что эти модели активности возникли спонтанно, задолго до выбора партнера и без необходимости принятия решения наблюдателем.
Основываясь на своих выводах, ученые создали первую компьютерную модель нейронных цепей миндалины, участвующих в социальном познании. Показывая, как определенные типы нейронов влияют друг на друга, эта модель предполагает, что миндалевидное тело содержит «схему принятия решений», которая определяет собственный выбор животного, и отдельную «схему моделирования», которая вычисляет прогноз выбора социального партнера.
Грабенхорст сказал: «Нейроны моделирования и принятия решений тесно взаимосвязаны в миндалевидном теле. Нам удалось различить их и их различные функции, внимательно изучая один нейрон за раз. Это было бы невозможно с методами визуализации человеческого мозга, которые измеряют усредненную активность большого количества нейронов."
«Мы думаем, что симуляционные нейроны являются важными строительными блоками для социального познания – они позволяют животным реконструировать процессы принятия решений в уме своих партнеров.
Имитационные нейроны также могут быть простыми предшественниками удивительных когнитивных способностей человека, таких как «Теория разума»."
Ученые предполагают, что если симуляционные нейроны будут дисфункциональными или полностью отсутствуют, это может привести к обеднению социального поведения. Грабенхорст говорит: «Если нейроны симуляции не функционируют должным образом, человек может не очень хорошо относиться к психическому состоянию других.
Мы очень мало знаем о том, как определенные типы нейронов способствуют социальному познанию и решению социальных проблем, с которыми сталкиваются люди с аутизмом. Выявив определенные нейроны и механизмы цепей для ментального моделирования, наше исследование может предложить новое понимание этих состояний."