Может ли робот написать симфонию? С технической точки зрения может. Но сможет ли он придать ей эмоциональный окрас? Этот вопрос пока еще открыт для обсуждения. Тем не менее, одной из основных отличительных черт человека, помимо развитого мозга, прямохождения и т.д., является наличие широкого спектра эмоций. Это умение не уникально в природе, но у человека оно развито достаточно сильно, чтобы выделить его на фоне других организмов, обитающих на планете. Если же учесть, что человек — существо социальное, многие эмоции так или иначе связаны с взаимодействием индивида с другим индивидом или с обществом в целом. Одной из таких эмоций является — сочувствие (или эмпатия).

Но как измерить эмпатию, ведь это абстрактное понятие? Как бы ни хотели лирики, указывающие в своих произведениях на сердце и душу как источник всех эмоций, рождаются они мозгом. А работу мозга можно проанализировать. Ученые из Калифорнийского университета (США) провели исследование, в котором определили, что степень эмпатии человека можно не только определить с помощью МРТ мозга в состоянии покоя, но и предсказать таким образом результаты анкетирования. Какие области мозга участвуют в формировании сопереживания, работают ли они индивидуально или в сопряжении и чем данное исследование может помочь медицине? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.

Основа исследования

Эмпатию можно назвать одной из самых альтруистических эмоций человека, ведь она проявляется в виде осознанного сопереживания эмоциональному состоянию другого человека (теоретически сюда можно добавить и животных, и даже роботов, если они проявляют эмоции, конечно).

С точки зрения эволюции существует несколько теорий, объясняющих эмпатию как таковую. Считается, что эмпатия необходима для содействия просоциальному и кооперативному поведению посредством заботы о других и для прогнозирования внутренних состояний, поведения и намерений окружающих индивидов.

Другими словами, человек, способный к эмпатии, получает информацию о состоянии другого человека посредством различных стимулов (визуальных, звуковых и т.д.), которые приводят к активации участков мозга, формирующих ответную реакцию — сопереживание.

Для того, чтобы эмпатия работала, наш мозг должен реагировать на эмоции собеседника так же, как он реагирует на наши собственные. Иногда, когда имеет место повреждение префронтальной коры мозга, может происходить неосознанная рефлексивная имитация поведения (в данном исследовании ученые именуют этот случай «резонансом»).

С точки зрения неврологии наиболее вероятным фундаментом данного поведения является так называемый «нейронный резонанс» — феномен коллективных нейронных репрезентаций для восприятия и ощущения отвращения, соматосенсации, эмоций и двигательного поведения.

Естественно, к нейронному резонансу добавляются дополнительные факторы, влияющие на степень эмпатии и социализации: личная привязанность, социальный статус, принадлежность к той или иной социальной группе, степень доверия. Считается, что эмоциональная реакция работает по принципу «сверху вниз», когда контекстная информация и сознательная оценка сопрягаются с аффективными, соматосенсорными и моторными процессами в поведении и в процессе принятия решений, которые регулируются префронтальной и височной долями: височно-теменной узел (TPJ), дорсомедиальная префронтальная кора (DMPFC) и дорсолатеральная префронтальная кора (DLPFC).

Данные системы контроля активности нейронов в значительной степени пересекаются с системами, связанными с процессами сознательной оценки и логическими формами эмпатии или ментализации. Вероятнее всего, механизм контроля имеет ингибирующий характер. Подтверждением этого стало исследование, в котором деструктивная нейромодуляция DMPFC и DLPFC вызывала снижение ингибирующего влияния данных участков мозга на просоциальное поведение.

Ученые предполагают, что резонансные и контролирующие процессы протекают в тесном сопряжении, потому их крайне сложно разделить внутри когнитивной функции. К примеру, было выявлено, что соматомоторная и аффективная обработка информации способствуют оценке внутренних состояний, убеждений и намерений других людей.

Другими словами, отдельные участки мозга, отвечающие каждый за свои специфические функции, работают в кластере для достижения эмоционального ответа на состояние собеседника, в данном случае на формирование эмпатии.

Следовательно, степень эмпатии каждого человека зависит от стабильных, характерных взаимодействий между резонансным и контрольным процессами на нейронном уровне. Эта гипотеза подтверждается опытами, в которых изучались отдельные участки мозга в активном состоянии (в процессе выполнения определенных задач).

В данном же исследовании ученые предполагают, что индивидуальные различия в эмпатической функции человека можно определить, оценив работу мозга в состоянии покоя. Если эта теория подтверждается, то отпадает необходимость в проведении каких-либо опросов, анкетирований и тестов для выявления степени эмпатической функции (особенно учитывая, что эти методы не дают точного результата).

Кроме того, ученые решили перепроверить, существует ли разница в работе мозга с точки зрения эмпатии между представителями разного возраста и пола, ибо ранее проведенные исследования давали достаточно конфликтующие результаты.

В исследовании приняли участие 58 человек в возрасте от 18 до 35 (30 женщин и 28 мужчин). Основными критериями подбора испытуемых были: правша, отсутствие каких-либо ранее зафиксированных неврологических и/или психиатрических расстройств, отсутствие нарушений развития, отсутствие истории злоупотребления наркотическими средствами или алкоголем.

В конце каждого эксперимента все участники заполняли анкеты индекса межличностной реактивности (Interpersonal Reactivity Index — IRI). Данный метод анкетирования используется уже достаточно давно и хорошо себя зарекомендовал как инструмент оценки когнитивного и эмоционального состояния респондента. Анкета состоит из 25 утверждений, которые участник оценивает по пятибалльной шкале от 0 (не очень хорошо описывает меня) до 5 (очень хорошо описывает меня).

Утверждения рассчитаны для проверки четырех теоретических аспектов эмпатии:

• шкала фантазии (Fantasizing Scale — FS): тенденция воспринимать вымышленных персонажей;
• эмпатическое отношение (Empathic Concern — ЕС): симпатические реакции на страдания других;
• принятие перспективы (Perspective Taking — PT): тенденция принимать на себя перспективу другого человека;
• персональный дистресс (Personal Distress — PD): неприятные реакции на дистресс других людей.

Перед анкетированием проводилось МРТ сканирование мозга участников в спокойном состоянии. Особое внимание уделялось определенным участкам мозга (обозначается как ROI — region of interest, т.е. область интереса), число которых составило 185.


Таблица №1: области интереса (ROI) во время МРТ сканирования мозга участников исследования.

Результаты исследования

Анализ IRI баллов проводился с помощью дисперсионного анализа (ANOVA). Между мужчинами и женщинами не было обнаружено особых отличий в первых трех исследуемых аспектах: FS (F = 2.68, р = 0.108), ЕС (F = 2.59, р = 0.114) и PT (F = 0.274, р = 0.603). Однако степень персонального дистресса у женщин оказалась значительно выше, чем у мужчин (F = 9.79, р = 0.003).


Таблица №2: сравнение показателей IRI для мужчин и женщин.

Как было указано выше, во время МРТ особое внимание уделялось определенным областям мозга: зрительная, лобно-теменная, цингулярно-оперкулярная, дорсальная, вентральная, а также области резонанса и контроля.


Изображение №1: обозначение положения областей интереса резонансной и контролирующей сети.

При изучении возможности предсказать силу эмпатии по активности тех или иных участков мозга внутри определенной сети было выявлено, что соматомоторная сеть в значительной степени прогнозировала степень эмпатической реакции испытуемого (R = 0.374, p = 0.022).

Персональный дистресс был предсказан выше порогового значения с помощью резонанса (R = 0.236, р = 0,037), контроля (R = 0.22, р = 0.048) и сингулярно-оперкулярных сетей (R = 0.242, р = 0.033). Однако после проведения корректировки данных для множественных сравнений в рамках FDR (частота ложных открытий — false discovery rate), эти результаты остаются под сомнением.


Изображение №2: оценка предсказания эмпатии по внутрисетевой активности.

Остальные аспекты эмпатии не удалось предсказать внутрисетевой активностью тех или иных ROI. Если оценка активности внутри сетей по отдельности не может успешно предсказать степень эмпатии испытуемого, то, вероятно, необходимо рассмотреть вариант межсетевой коннективности.

Как и ожидалось, эмпатия была предсказана при рассмотрении связи резонансной и контрольной сетей (R = 0.221, p = 0.0475, скорректированные данные по FDR). Данный факт полностью подтверждает основную теорию данного исследования, которая заключается в том, что сопряженная активность определенных участков мозга человека в состоянии покоя способна проявлять черты, характеризующие эмпатию. Следовательно, МРТ может успешно определить силу эмпатии человека без необходимости в проведении дополнительного анкетирования.


Изображение №3: оценка предсказания эмпатии по межсетевой активности.

Проведенные МРТ исследования показали, что отдельные сети непрерывно работают в сопряжении друг с другом, демонстрируя проявления эмпатии. Это важно тем, что перед испытуемыми во время сканирования не было поставлено каких-либо определенных задач. Их мозг находился в состоянии покоя, тем не менее демонстрировал отчетливые признаки эмпатии, которые удалось зафиксировать.

Для более подробного ознакомления с нюансами исследования рекомендую заглянуть в доклад ученых.

Эпилог

Данным исследованием ученым удалось успешно продемонстрировать динамическую, интегрированную модель нейронных связей, отвечающих за эмпатию. Основной отличительной чертой экспериментов, проведенных в данном исследовании, является то, что мозг испытуемых находился в состоянии покоя. Вполне логично, что умение, например, скрипача виртуозно играть на скрипке никуда не девается, когда оной нет в руках. Однако касательно эмпатии в научном сообществе было немало споров вокруг ее происхождения и механизма формирования. Данный труд позволил понять, что даже если перед человеком нет ничего, что должно было бы вызывать у него сопереживание и сочувствие, определенные нейронные сети его мозга продолжают формировать эмпатию.

Помимо новых данных касательно эмпатии, ученые получили дополнительное доказательство того, что нельзя разделять работу мозга в активном и спокойном состоянии, так как между ними существует множество связанных процессов, протекающих вне зависимости от активности.

Сами исследователи видят в своей работе не только теоретическое, но и практическое применение. К примеру, можно предсказать, насколько хорошо определенный пациент отреагирует на определенное вмешательство, тем самым позволив создать оптимальный вариант лечения. В любом случае, чем больше мы знаем о мозге, тем лучше мы понимаем самих себя.

Благодарю за внимание, оставайтесь любопытствующими и отличных всем выходных, ребята! :)