Активность зеркальных нейронов у человека при наблюдении и восприятии времени

Цель исследования — изучение активности зеркальных нейронов у человека при наблюдении и восприятии им коротких интервалов времени в зависимости от латеральной организации мозга.

Материалы и методы. В исследованиях участвовали добровольцы — юноши в возрасте 18–27 лет. В ходе предварительного обследования выявляли особенности латеральной организации мозга с определением ведущей руки (методом анкетирования) и речевого полушария (с помощью дихотического теста). При наблюдении и отмеривании коротких интервалов времени, а также при наблюдении и репродукции пятисекундного ритма регистрировали ЭЭГ в лобных, центральных, височных, теменных и затылочных отведениях по системе 10–20%. С целью изучения пространственной локализации зеркальных нейронов в части опытов при наблюдении и восприятии времени исследовали активность мозга с помощью функциональной МРТ (фМРТ). В качестве ЭЭГ-маркеров активации зеркальных нейронов использовали депрессию мю-ритма и корковые взаимодействия на частоте этого ритма между центральными и другими зонами коры.

Результаты. Установлено, что наблюдение и выполнение деятельности, связанной с восприятием времени испытуемыми, сопровождаются депрессией мю-ритма ЭЭГ и чаще всего усилением уровней корковых связей на частоте этого ритма. Характер этих изменений зависит от частоты мю-ритма, латеральной организации мозга, от вида и этапа выполняемой деятельности. Результаты фМРТ-сканирования мозга при наблюдении и восприятии времени показали, что в процессах восприятия времени фактически участвуют две системы, работающие совместно. Это система зеркальных нейронов, которая включает зоны премоторной, моторной, сенсомоторной и дополнительной моторной коры, а также области скорлупы, хвостатого ядра, супрамаргинальной извилины, височные отделы мозга; и система отсчета времени, включающая области поясной извилины, левого таламуса, височные отделы мозга, зрительную кору, области предклинья и области мозжечка.

Результаты исследования имеют важное теоретическое значение для понимания роли зеркальных нейронов в процессах восприятия времени.

1. Skoyles J.R. Gesture, language origins, and right handedness. Psycoloquy 2000; 11(24).
2. Dapretto M., Davies M.S., Pfeifer J.H., Scott A.A., Sigman M., Bookheimer S.Y., Iacoboni M. Understanding emotions in others: mirror neuron dysfunction in children with autism spectrum disorders. Nat Neurosci 2005; 9(1): 28–30, https://doi.org/10.1038/nn1611.
3. Аликина М.А., Махин С.А., Павленко В.Б. Амп­ли­т­удно-частотные, топографические, возрастные особен­ности и функциональное значение сенсомоторного рит­ма ЭЭГ. Ученые записки Крымского федерального уни­верситета имени В.И. Вернадского. Биология. Химия 2016; 2(2): 3–24.
4. Hobson H.M., Bishop D.V.M. Mu suppression — a good measure of the human mirror neuron system? Cortex 2016; 82: 290–310, https://doi.org/10.1016/j.cortex.2016.03.019.
5. Pfurtscheller G., Neuper C., Krausz G. Functional dissociation of lower and upper frequency mu rhythms in relation to voluntary limb movement. Clin Neurophysiol 2000; 111(10): 1873–1879, https://doi.org/10.1016/s1388-2457(00)00428-4.
6. Yang C.-Y., Decety J., Lee S., Chen C., Cheng Y. Gender differences in the mu rhythm during empathy for pain: an electroencephalographic study. Brain Res 2009; 1251: 176–184, https://doi.org/10.1016/j.brainres.2008.11.062.
7. Anwar M.N., Navid M.S., Khan M., Kitajo K. A possible correlation between performance IQ, visuomotor adaptation ability and mu suppression. Brain Res 2015; 1603: 84–93, https://doi.org/10.1016/j.brainres.2015.01.045.
8. Höller Y., Bergmann J., Kronbichler M., Crone J.S., Schmid E.V., Thomschewski A., Butz K., Schütze V., Höller P., Trinka E. Real movement vs. motor imagery in healthy subjects. Int J Psychophysiol 2013; 87(1): 35–41, https://doi.org/10.1016/j.ijpsycho.2012.10.015.
9. Махин С.А., Макаричева А.А., Луцюк Н.В., Чер­ный С.В., Орехова Л.С. Взаимосвязь между инди­ви­дуальным уровнем эмоционального интеллекта и реактивностью сенсомоторного ритма при синхронной имитации движений другого человека. Ученые записки Таврического национального университета имени В.И. Вер­надского. Серия «Биология, химия» 2013; 26(4): 121–131.
10. Bendat J.S., Piersol A.G. Random data: analysis and measurement procedures. Wiley; 2010.
11. Rizzolatti G., Sinigaglia C. Mirrors in the brain: how our minds share actions and emotions. New York: Oxford University Press; 2008.
12. Jueptner M., Rijntjes M., Weiller C., Faiss J.H., Timmann D., Mueller S.P., Diener H.C. Localization of a cerebellar timing process using PET. Neurology 1995; 45(8): 1540–1545, https://doi.org/10.1212/wnl.45.8.1540.
13. Меринг Т.А. О различных формах отражения вре­мени мозгом. Вопросы философии 1975; 7: 119–127.
14. Leon M.I., Shadlen M.N. Representation of time by neurons in the posterior parietal cortex of the macaque. Neuron 2003; 38(2): 317–327, https://doi.org/10.1016/s0896-6273(03)00185-5.
15. Сысоева О.В., Вартанов А.В. Отражение дли­тельности стимула в характеристиках вызванного потен­циала (часть 1). Психологический журнал 2004; 25(1): 101–110.

Bushov Yu.V., Svetlik M.V., Esipenko E.A., Kartashov S.I., Orlov V.A., Ushakov V.L. The Activity of Human Mirror Neurons during Observation and Time Perception. Sovremennye tehnologii v medicine 2019; 11(1): 69, https://doi.org/10.17691/stm2019.11.1.08