Достаточно интересно, что расстояние между участниками, при котором мы наблюдали максимальную межмозговую синхронизацию (около метра), приблизительно равно пределу досягаемости руки макаки-резуса. Это означает, что на таком расстоянии обезьяна может использовать руки для груминга или нападения на другого представителя группы. Это дополнительно подтверждает, что усиление межмозговой синхронизации при приближении доминантной обезьяны в роли Пассажира к нижестоящей обезьяне дает важный ключ к пониманию их социальных взаимоотношений.

Но это еще не конец истории. Анализируя происходящее в моторной коре обезьян, применявших беспроводной интерфейс «мозг-машина» для перемещения инвалидного кресла, аспирант и специалист в области биомедицинской инженерии из моей лаборатории Аллен Йин обнаружил, что многие нейроны моторной коры изменяли степень возбуждения в зависимости от относительного пространственного расположения инвалидного кресла и места выдачи винограда. Одни нейроны возбуждались сильнее, когда кресло было ближе к винограду, тогда как другие были активнее, когда кресло было дальше. Неожиданным образом благодаря этому результату мы получили возможность точно предсказывать пространственную траекторию движения кресла от исходной точки до пункта выдачи винограда, просто анализируя моторную кору Пассажира. Как и предсказывал принцип вырожденности в рамках релятивистской теории мозга, эту траекторию в разных опытах можно было оценить по коллективному возбуждению разных образцов нейронов коры.

В этот момент мы поняли, что собранные воедино результаты экспериментов с Пассажиром и Наблюдателем позволяли рассматривать первичную моторную кору совсем по-новому, что оказалось для меня важным ключом к пониманию принципов синхронизации индивидуумов в мозгосетях, а также дало нам новые доказательства моей теории работы индивидуального мозга. Для начала стало ясно, что кроме способности кодировать движения тела (классическая функция, которую нейробиологи связывают с этой областью коры уже более столетия) сети нейронов в первичной моторной коре быстро обучаются кодировать движения, необходимые для управления искусственными устройствами, что требует совсем иных моторных программ, чем для движений собственных конечностей приматов. В довершение всего нейроны первичной моторной коры способны одновременно кодировать схему пространства между телом индивидуума и конечной целью запланированного движения, а также расстояние между индивидуумами одного вида. К этому списку наблюдений мы также должны добавить, что примерно половина нейронов моторной коры обезьян, участвующих в планировании движений конечностей, способна модулировать электрическое возбуждение в предвкушении вознаграждения и в зависимости от соответствия полученной в данном испытании награды предшествовавшим ожиданиям. Никакие современные теории о моторной коре приматов не позволяли предсказать, что все эти функции могут одновременно выполняться сетями нейронов этой области коры. И что самые базовые социальные характеристики животных кодируются усилением синхронизации нейронов моторной коры. Но именно это предсказывал принцип многозадачности в рамках релятивистской теории мозга: конкретная область коры (например, первичная моторная кора) одновременно участвует в решении многих функциональных задач.

Первым, что пришло мне в голову, когда я попытался осмыслить все эти очень интересные наблюдения, была мысль о том, что По-Хе натолкнулся на специфический тип клеток коры, называемых зеркальными нейронами. Эти нейроны, впервые описанные известным итальянским нейрофизиологом, профессором из Университета Пармы Джакомо Риццолатти по результатам экспериментов с макаками-резусами в 1990-х годах, получили свое название из-за специфического физиологического поведения: кроме модуляции (повышения и понижения) частоты возбуждения при подготовке или выполнении движений руками, эти клетки возбуждались еще и тогда, когда животные просто наблюдали за другой обезьяной или за исследователем, выполнявшими такие же движения. Через несколько лет после исходного открытия с участием макак-резусов активность зеркального типа была также обнаружена у людей с помощью современных методов визуализации мозга, таких как магнитный резонанс.

В первой работе об обезьянах профессор Риццолатти сообщил о существовании зеркальных нейронов только в высокоупорядоченной моторной кортикальной области, расположенной в боковой части фронтальной коры. Риццолатти называет эту зону F5, пользуясь термином из старой классификации. Большинство нейрофизиологов, изучающих кору, называют этот отдел вентральной областью премоторной коры. Однако вскоре стало ясно, что зеркальные нейроны есть не только в премоторной коре. Как указывает Стефано Роцци в обширном обзоре на эту тему, последующие исследования обезьян и человека позволили обнаружить зеркальные нейроны во многих других отделах как фронтальной, так и теменной коры, из чего следует, что данный тип двигательной активности осуществляется широко распределенной лобно-теменной сетью нейронов. В этом качестве сеть зеркальных нейронов включает в себя многие зоны коры, участвующие в движении рук, рта и глаз. Интересно, что, по данным Роцци, у певчих птиц активность зеркальных нейронов наблюдается в структурах мозга, ответственных за пение и обучение.

В целом наличие зеркальных нейронов в лобной и теменной части коры обезьян и человека и их повсеместное распределение указывают на то, что эта система играет очень важную роль в социальном взаимодействии в группах людей и животных. Это легко понять, если учесть, что электрическая активность зеркальных нейронов отражает не только подготовку и выполнение движений самим индивидуумом, но также восприятие аналогичных движений, осуществляемых другими представителями ближайшего социального окружения или даже другими приматами (например, экспериментатора при работе с лабораторными обезьянами). Ученые обнаружили, что зеркальные нейроны также могут свидетельствовать об определенной точке зрения индивидуума, наблюдающего за движениями другого индивидуума, а также об оценке вознаграждения за это действие. В целом эти результаты позволяют предположить, что классическое определение зеркальных нейронов, возможно, не в полной мере отражает многочисленные функции, выполняемые лобно-теменными сетями этих клеток.

В практическом плане открытие зеркальных нейронов показало, что моторные области коры имеют постоянный доступ к зрительной информации. Один интересный аспект заключается в том, что зрительный сигнал достигает моторной коры разными проходящими через мозг путями. Одним из наиболее примечательных из них является путь, позволяющий зрительным сигналам из нижней височной коры (элемент зрительной системы приматов) достигать вентральной области премоторной коры в лобной доле через ретранслятор в теменной доле. Нейроны нижней височной коры реагируют, когда обезьяны или люди смотрят на сложные и тщательно изготовленные предметы. Кроме того, известно, что подгруппа этих нейронов у обезьян и человека возбуждается сильнее, когда индивидуум видит лицо другого представителя своего вида.

Просматривалась некоторая аналогия между классическими свойствами зеркальных нейронов и результатами работы По-Хе. Но было и заметное несоответствие: наши данные по регистрации активности нейронов были получены для первичной моторной коры и дорсального отдела премоторной коры лобной доли обезьян, а не для вентрального отдела премоторной коры, в котором Риццолатти впервые обнаружил эти клетки. Это несовпадение усугублялось тем, что некоторые исследования с визуализацией мозга человека вообще не выявили активности зеркальных нейронов в первичной моторной коре. Однако после внимательного ознакомления с литературными данными я обнаружил как минимум два исследования на обезьянах, в которых в первичной моторной коре животных была зафиксирована активность, напоминающая активность зеркальных нейронов. В одном из этих исследований нейрофизиологи отмечали, что большинство зеркальных нейронов усиливали степень возбуждения, когда индивидуум наблюдал за тем, как кто-то другой совершает какое-либо действие, тогда как небольшая доля зеркальных нейронов из первичной моторной коры реагировала снижением возбуждения, и это явление было также отмечено в премоторной коре. В том же исследовании было показано, что зеркальные нейроны первичной моторной коры возбуждаются намного сильнее, когда обезьяна сама выполняет действие, чем когда она наблюдает за действиями кого-то другого. Менее выраженное изменение скорости возбуждения при наблюдении за действием другого существа может объяснять, почему во многих исследованиях с визуализацией мозга человека активность зеркальных нейронов в первичной моторной коре не была зафиксирована. То, что магнитный резонанс не выявлял присутствия таких нейронов в первичной моторной коре, стало почти очевидным при использовании нового метода магнитоэнцефалографии, способного регистрировать слабые магнитные поля, производимые корой мозга. С помощью магнитоэнцефалографии исследователи без труда идентифицировали возбуждение зеркальных нейронов в первичной моторной коре человека. Интересно, что магнитоэнцефалография также показала, что хотя у детей с признаками аутизма наблюдается активность зеркальных нейронов в первичной моторной коре, эти дети, по-видимому, не используют результаты активации этих нейронов для проявления общепринятого социального поведения.