Диалоги (декабрь 2003 г.)

К.А. Да. И поэтому О’Киф написал с Линн Надел (Lynn Nadel) в 1978-м году нашумевшую книгу «Гиппокамп как когнитивная карта» («Hippocampus as a cognitive map»), обосновывая в ней, что эти специализированные нейроны в совокупности образуют в мозге животных, в том числе и человека, пространственную когнитивную карту.

Вот еще несколько примеров поведенческих специализаций нейронов. В коре головного мозга у обезьян существуют нейроны, которые избирательно активируются при показе им фотографий других обезьян. На следующем рисунке из работы американского физиолога Чарльза Гросса (Charles Gross) полоской отмечен момент, когда обезьяне показывали фотографию другой обезьяны. Вы видите, что отображенный на рисунке нейрон при этом активируется. А если исказить изображение, или заслонить существенные для социальных коммуникаций элементы лица, такие как рот, то активность этого специализированного нейрона будет гораздо меньше. На другой половине рисунка можно также увидеть, что этот нейрон (на самом деле, не он один, а целая команда, к которой он принадлежит) обладает способностью к весьма сложной когнитивной категоризации. Для него самый сильный объект, на который он активируется, это обезьяна. Но фотография бородатого человека тоже вызывает его активность. Однако показ другой части тела человека, руки, не вызывает. То есть этот нейрон, или вернее, система, в которую он входит, «классифицирует» объекты внешнего мира в соответствии с их сложными биологическими признаками.

«Нейроны лиц» есть не только у обезьян на лица обезьян. Есть они, например, и у овец на «лица» овец. Это известные опыты английских нейрофизиологов Кендрика и Болдуина (K. Kendrick, B. Baldwin). Они показывали овцам фотографии либо других овец, либо человека и собаки. И на верхнем графике видно, что есть группы нейронов, которые активируются при показе фотографий один, два, три, четыре, пять, шесть. Это овцы и бараны. Средний рисунок, это особая фотография овец, именно той породы, в стаде с которыми жили экспериментальные овцы. И есть нервные клетки, активирующиеся только при показе этих фотографий. И, наконец, есть нейроны, которых «не интересуют» фотографии овец, но они активируются, когда показывают фотографии человека и пастушьей собаки, причем они помещают их в одну категорию. Для этих нервных клеток пастушья собака и человек являются, видимо, биологически чем-то одним и тем же.

Наверху на этом же слайде показана картинка овцы анфас, и видно, что когда овца с фотографии прямо смотрит на экспериментальную овцу, то активность таких специализированных нейронов выше всего. Когда же овца на фотографии «отворачивается» и показана в профиль или с затылка, а это социально менее значимая ситуация, то эти нейроны не так активны.

Такие же «нейроны лиц» есть и у человека. Их обнаруживают в мозге людей во время нейрохирургических операций, требующих вживления человеку тонких микроэлектродов, с помощью которых можно попутно регистрировать активность нервных клеток.

И вы здесь видите, как работает нейрон в мозге человека, когда ему показывают фотографию лица Била Клинтона. Видно, что данный нейрон активируется избирательно при появлении этого лица, то есть он «узнает» Била Клинтона.

В действительности же таких специализаций существует огромное количество, и на следующем рисунке из работы группы Кристофа Коха (Сhristof Koch) из США видно, что человеку показывали самые разные категории объектов – лица, предметы, сцены, автомобили, животных, фракталы и так далее. И для примера на правой части картинки показан нейрон, который работает, только когда человек видит животных. А во всех остальных случаях нет превышения его активности над фоном. Зато этот нейрон, как видно из нижней правой картинки, активируется, когда показывают самых разных животных – льва, змею, медведя, рыбу и так далее. Для данного нейрона, по неким, неизвестным нам признакам, это все одно и то же.

Такие специализированные нейроны в нейрофизиологии обозначают разными терминами. Одно из названий предложил, например, знаменитый польский нейрофизиолог Джерси Конорский (Jerzy Konorski). Еще в 60-е годы 20 века у него была концепция, что существуют нейроны, которые должны отвечать за распознавание и высшие когнитивные функции. Он назвал их «гностическими» нейронами. По его мнению, такие нейроны должны, как видно из его рисунка, распознавать самые разные вещи, объекты, лица, почерки и так далее.

Другое название, которое появилось у этих нейронов – «нейроны бабушки». Это происходит из шутливой истории, рассказанной в 1969 году известным американским нейрофизиологом Джерри Летвиным (Jerry Lettvin). Если мозг человека состоит из специализированных нейронов и они кодируют уникальные свойства различных объектов, то, в принципе, где-то в мозге должен быть нейрон, с помощью которого мы узнаем и помним свою бабушку. То есть «нейрон бабушки». И это символическое название тоже теперь существует в нейрофизиологической литературе.