نورونهای آینه ای mirror neurons

بازدیدها: ۵۹۵

نورون‌های آینه‌ای نورونی است که هنگامی که جانور عملی را انجام می‌دهد و نیز هنگامی که مشاهده می‌کند که همان عمل را دیگری انجام می‌دهد تحریک می‌شود. بدین‌گونه نورون شبیه «آینه» رفتارهای دیگری را کپی می‌کند، مثل آنکه خودش انجام داده. این نورن‌ها در نخستی‌ها، انسان‌ها، و دیگر رده‌ها مانند پرندگان دیده‌شده‌اند. برخی دانشمندان معتقدند که نورون‌های آینه‌ای از مهمترین اکتشافات اخیر در زمینه عصب‌شناسی بوده‌اند. از آن جمله راماچاندارن، استاد روانشناسی دانشگاه کالیفرنیا، سن دییگو، معتقد است که آنها در فراگیری زبان و تقلید اهمیت زیادی دارند. با وجود این یافته‌ها، تا کنون هیچ مدل عصبی یا محاسباتی که مورد پذیرش اکثریت باشد، ارائه نشده که توضیح دهد نورون‌های آینه‌ای چگونه به اعمال شناختی‌ای مانند تقلید کمک می‌کنند.

جیاکومو ریزولاتی و همکارانش در دانشگاه پارما، الکترودهایی روی قشر پیش حرکتی ونترال (ventral premotor cortex) میمون ماکاک قرار دادند تا نورون‌هایی را که حرکات دست و دهان را کنترل می‌کنند مطالعه کنند. در هنگام آزمایش، آنها از یک نورون در مغز میمون هنگامی که میمون می‌توانست تکه‌های غذا را بردارد ثبت می‌گرفتند، و ازاین‌رو می‌توانستند واکنش نورون را به حرکت‌هایی مشخص اندازه بگیرند. آنها متوجه شدند که برخی نورون‌ها علاوه بر زمانی که میمون یک تکه غذا را برمی‌دارد، هنگامی که میمون شخصی را می‌بیند که یک تکه غذا را برمی‌دارد نیز فعالیت می‌کنند. آنها چند سال بعد یک مقاله تجربی منتشر کردند و در آن درباره نقش سیستم نورون آینه‌ای در شناخت رفتاری بحث کردند. مشاهدات بعدی نشان داد که ۱۰٪ نورون‌های قشر انفریور فرانتال (inferior frontal) و انفریور پرایتال (inferior parietal) ویژگی‌های «آینه» ای دارد و پاسخ یکسانی به اعمال دستی انجام شده و مشاهده شده نشان می‌دهد. اخیراً کریستین کیسر و همکارانش، نشان داده‌اند که سیستم آینه‌ای به صدای کارها نیز واکنش نشان می‌دهد.

دانشمندان مشاهده کردند که وقتی میمون برای برداشتن چیزی با دهان یا دست حرکت می‌کند نورونهایی در ناحیه اف-۵ قشر پره موتور (premotor cortex) فعال می‌شوند. زیر مجموعه‌ای از این نورونها که در پاسخ به مشاهده همان رفتار در میمونی دیگر فعال می‌شوند را نورونهای آینه‌ای نامیدند. مشخص است که سیستم نورونهای آینه‌ای سیستمی فراگیر در مغز است به طوری که شواهدی مبنی بر وجود چنین واکنش بیولوژیکی در سلولهای شیار تمپورال فوقانی (Superior temporal sulcus) یافت شده که وجود نورونهای آینه‌ای در آن ناحیه را مشخص می‌کند. همچنین نقشی را برای قسمتهای آمیگدال (Amygdal) و قشر اوربیتوفرونتال (Orbitofrontal cortex) مغز در سیستم نورونهای آینه‌ای مطرح کرده‌اند. مشابه همین سیستم در انسان نیز یافت شده است.

عملکرد این سیستم به خصوص در انسان مورد مطالعه قرار گرفته است. نورونهای آینه‌ای در برخورد با فعالیتی که در انسان دیگری مشاهده شود فعال شده و باعث ایجاد نوعی درک احساسی و مفهومی از عملکرد فرد دیگر هستند. به نظر می‌رسد که این سیستم در انسان پیشرفته‌تر از میمون است. بر اساس مشاهدات علمی برخلاف میمون در انسان برای فعال شدن این سیستم نیاز به یک جسم خارجی نیست و این سیستم در نبود جسم خارجی نیز فعال می‌شود. اگر چه مشاهده شده که در وجود یک جسم خارجی این سیستم فعالیت قوی‌تری از خود نشان می‌دهد.

نوزاد یک ماکاک که حرکات را تقلید می‌کند از نورونهای آینه ای استفاده می‌کند.

اهمیت این نورونها در فعالیتهای ارتباطی موجودات است. در انسان این سیستم نقش قابل توجهی یافته است. به طوری که دانشمندان ورود سیستم صوتی به این نورونها در انسان هوموساپینس را آغاز گر بوجود آمدن توانایی سخن گفتن دانسته‌اند. به این ترتیب این نورونها در تکامل زبان در انسان نقش قابل توجهی ایفاکرده‌اند. مطالعات انجام شده روی انسان با استفاده از ام.آر. آی عملکردی نشان داد که در انسان مشاهده حرکات دهانی انسان دیگر می‌تواند این سیستم را فعال کند در حالیکه چنین فعالیتی در برابر حرکات یک حیوان دیده نمی‌شود. اهمیت این سیستم در درک موسیقی و یادگیری موسیقی نیز مطرح شده است. نقش این نورونها در مورد موسیقی به عنوان ابزاری ارتباطی مطرح است و این نقش یک نقش اساسی در دریافت مفهوم موسیقایی در شنونده می‌باشد. به این ترتیب که این نورونها به کار آمده و فعالیتی نوروفیزیولوژیک مشابه همان که در ذهن موسیقیدان می‌گذرد را در شنونده ایجاد می‌کنند. از طرفی در یادگیری حرفه‌ای موسیقی نیز از این سیستم استفاده می‌شود.

 سیستم نورونهاي آینه اي  اولین بار در حـدو د دهـه ي  ۱۹۹۰ در میمــونهــا توســط ریزولاتــی و همکــاران در دانشـگاه پارمـا کشـف شـد. مطالعـات نوروفیزیولـوژیکی  جایگاه این نورونها را در کـرتکس پـیش حرکتـی مغـز آشکار ساخت که در پاسخ بـه فعالیـت هـاي اجـرا شـده و  مشاهده شده،آزاد میشوند . ریزولاتی در پژوهش خود یافت که میمونهـا در قسـمت کرتکس پیش حرکتی مغزشان نورون هایی دارند که هر زمانی که میمونها عملی را انجام می دادند ( مثل گـرفتن یک شی) و یا عملکرد افراد دیگـر (میمـون یـا انسـان ) را مشاهده مـی نمودنـد، ایـن نـورون هـا آزاد مـی شـدند  . این نورون ها در حـال حاضـر با عنوان نورونهاي آینه اي شناخته میشـوند . نـورون هـاي آینه اي نمیتوانند مستقیما با یک روش در انسانها مطالعه شوند. ایـن سیسـتم هـا در مغـز، توسـط مقیـاس هـایی مثـل  ، توموگرافی انتشار پزیترون  تونسکورتیکال مغناطیسی و  تصویربرداري طنین مغناطیسی کارکردي مـورد ارزیـابی قـرار مـیگیرنـد .نورونهاي آینه اي با الگـوي پاسـخ بـی همتایشـان براي فعالیت مشاهده شده توسط افراد تعریـف مـی شـوند . سیستم نورون آینه اي نقشی مهمی در درك اعمال دیگـران ایفاکرده و ضروري براي توانایی انسان در جهت یادگیري  از طریق مشاهده و تقلیـد مـی باشـد . بنابر این حداقل دو رفتار که توسط سیستم نورون آینـه اي   انجــام مــیشــود، مــورد تاییــد اســت: ۱ )درك فعالیــت و ۲ )تقلید  دیگران

 در انسانها این سیستم یک نقـش مکمل در توانایی افراد براي بازنمایی اعمال دیگـران ایفـا میکند که به مشـاهده گـران اجـازه مـی دهـد، اهـداف و  مقاصـــد اعمـــال دیگـــران را درك کننـــد . بسیاري از مطالعـات عصـب روانشناختی نشــان دادهانــد کــه کــارکرد اصــلی کــرتکس  حرکتی مخصوصـاً ناحیـه ي پـیش حرکتـی، کـد گـذاري اعمال حرکتی است و کرتکس حرکتی اولیه، این اهداف حرکتی را بـه عملکـرد واقعـی منتقـل مـی کنـد . مکانیسـم نورونهاي آینهاي بـدین صـورت اسـت : ایـن نـورون هـا، اطلاعات حسی به دست آمده از اعمال حرکتی دیگران را در قالب حرکتی مشابه انتقال میدهنـد تـا مشـاهده گـران خود بتوانند همان عمـل را اجـرا کننـد . سـطح رسـیدن بـه انتزاع توسط این نورونها مشخص میشود. یعنی حتی این نورونها به صورت انتزاعی هم فعال میگردند مثلا زمانی که ما به گرفتن اشیا با دست، پا یـا دهـان فکـر مـی کنـیم . نتایج یک مطالعه نشـان داد کـه نـورون هـاي آینـه اي هـم چنین زمانی که غذا با ابزار گرفته میشود فعال میگردند. بنابراین تایید مـی شـود کـه ایـن نـورون هـا هـدف اعمـال حرکتی را هم کد گذاري مـی کننـد . در کنار سیستم نورون آینه اي مـرتبط بـا دسـت ، سیستم نورون آینه اي مرتبط با دهان هم وجود دارد که به مشاهده اعمال حرکتی انجام شده با دهان پاسخ میدهد. وقتی ما نمیتوانیم یک عمل را ببینیم و فقط صداي آن را بشنویم، باز نورونهاي آینه اي فعال میشوند. این توانـایی مرتبط  مستقیما با سیستم نورون آینه اي دیداري- شنیداري میشود که یک خرده طبقه از سیستم نورون آینه اي است. این نورونها با آزمایشی مشخص میشدند کـه میمـون تنها عملی را مشاهده میکرد بلکه – صداي آن را هـم مـی شنید  . مثلاً میمـون هـا بـه شکسـتن بـادام زمینی پاسخ میدادند وقتی عمـل را مشـاهده مـی کردنـد، میشنیدند و یا هم میدیدند و میشنیدند. پژوهشها نشان داده اند که نورونهاي آینـه اي در کودکـان عـادي سـالم است. یکی از ابزارهـاي اطمینـان از سـلامت سیسـتم نـورون آینهاي در انسانهـا EEG و نوسـانات آن یعنـی نوسـانات نوار مو(MU) است. به اثبات رسیده کـه طـی مشـاهده ي حرکات دیگران و انجام دادن آن عمل توسـط فـرد، نـوار مو در افراد عادي کـاهش مـی یابـد و ایـن نشـان دهنـده ي سلامت سیستم نورون آینه اي است. برعکس اگر تـوقفی نداشته باشد یا تعداد توقفات افزایش داشته باشند، نشان از نقص در این سیستم است. در پژوهشی کـه توسـط ابـرمن انجام گرفت، یافته ها نشـان داد کـه نوسـانات نـوار مـو در گروه کنترل یعنی افـراد عـادي، توقـف هـاي معنـاداري را نشان میدهند. در موقعیتهاي مشـاهده و انجـام فعالیـت ، طبق  آنچه مشاهده شده، در افراد عادي نوار مو توقف هاي معناداري داشت .اما پـژوهش – هاي بسیاري ثابت کـرده انـد کـه نـورون هـاي آینـه اي در کودکان اتیسم به طور جدي آسیب دیده اند.