Зеркальные нейроны были открыты в 1990-х годах группой итальянских ученых под руководством Джакомо Риззолатти. Ученые ставили эксперименты на обезьянах, регистрируя у них возбуждение в моторном отделе коры головного мозга во время еды. По ходу экспериментов вдруг обнаружилось, что возбуждение появляется и в том случае, если обезьяне показывали, как человек съедает ее любимую еду. При наблюдении за этой кощунственной трапезой у обезьяны возбуждались те же моторные нейроны, что и при употреблении пищи. Несмотря на то что обезьяна сама не жует и не глотает, нейроны, координирующие эти действия, все равно возбуждаются. Оказалось, что это возбуждение индуцируется особыми нейронами, которые были названы зеркальными. Очень быстро после опытов с обезьянами зеркальные нейроны были найдены и у людей. И, что еще важнее, ученые открыли новый принцип фиксирования действия: не одно за другим в причинно-следственной последовательности, а сразу, как некий портрет возбуждения.
Иметь такие зеркальные нейроны очень удобно, так как они существенно упрощают процедуру обучения или подражания. Глядя на учителя и наблюдая за его действием, ученик приобретает в голове целостную картинку движений, его мозг настраивается именно на это движение, как бы выполняя его лично. После этого выполнить движение гораздо проще. Этот механизм повторения включается независимо от нашего желания, он работает просто потому, что он есть. Наверняка все смогут припомнить забавные сценки кормления ребенка с ложки, когда кормящий одновременно с ребенком непроизвольно открывает рот и делает глотательные движения. Наблюдатели веселятся, кормящий пытается контролировать свое выражение лица, но ничего не выходит: стоит выпустить лицо из-под контроля, как рот сам собой открывается и глотает воображаемую пищу. Это перед нами зеркальные нейроны в действии: кормящий обязательно сконцентрирован на наблюдении за ребенком, из-за этого активизируются моторные нейроны, отвечающие за движение рта. Так же и в любом другом случае, когда человек сконцентрирован на своем собеседнике и внимательно наблюдает за ним, нейроны возбуждаются в гармонии с его действиями. Если тот протягивает руку за стаканом воды, то возникает желание сделать то же самое, чувствуется жажда, и эти ощущения воспринимаются буквально как свои. Если человек демонстрирует негативные реакции, например сжимает кулаки, то зеркально отраженная реакция вынудит наблюдателя в ответ тоже сжать кулаки и почувствовать злость. Шведские ученые из Каролинского университета в 2008 году опубликовали результаты замечательного исследования, проведенного с использованием специально сконструированного шлема.
В этом шлеме — особые очки, которые, с одной стороны, не дают видеть реальность, с другой — транслируют изображение с камеры. Моторная и зрительная информация разделяются. Теперь представьте, что один участник эксперимента надевает такой шлем и видит то, что транслируется с поверхности очков его напарника. Иными словами, он видит то, что должен бы видеть его партнер. Но что он чувствует — себя или своего партнера? Надевший шлем начинает себя чувствовать так, будто он находится в теле партнера. Если к руке передающего изображение подносят нож, то чувствует волнение тот, кто это видит, то есть человек в шлеме. Если участников просят пожать друг другу руку, то они справляются с этим заданием, но через 10 — 12 секунд они ощущают себя в чужом теле. Иллюзия пропадает, когда приходится делать собственное движение и зрительная информация расходятся.
Принцип зеркальной реакции заставляет человека не только имитировать движения, но и буквально сочувствовать радости и боли.
С введением в обиход магнитно-резонансной томографии стало возможно изучать физиологическую основу этих сложных психических явлений. Функциональная магнитно-резонансная томография может зафиксировать возбуждение отдельной группы нейронов или единичных нейронов в момент переживания. Если снять последовательную серию томограмм, то можно получить динамичную картину возбуждения в разных отделах мозга. Для этого не требуется вживлять в мозг электроды, как это делалось ранее в опытах с обезьянами, а только приобрести томограф и специальные компьютерные программы для обработки изображений. С помощью функциональной томографии за последнее десятилетие было поставлено несколько превосходных экспериментов, проясняющих механизмы таких психических свойств, как эмпатия или сочувствие.