KAN 'SPEGELNEURONER' FöRKLARA HJäRNMEKANISMER FöR EMPATI?

Forskare har identifierat en grupp celler i hjärnan vars aktivitet kan hjälpa till att förklara förmågan att dela andras smärta.

Varför kan vi känna andras smärta? En nyligen genomförd studie på råttor undersöker.

Från bildstudier av mänskliga hjärnor var det redan klart att en region som kallas den främre cingulära cortex (ACC), som är aktiv under smärtupplevelsen, också kan bli aktiv när man observerar smärta hos andra.

Dessa studier har också visat att denna region, när man observerar andras smärta, är mer aktiv hos personer med höga nivåer av empati och mindre aktiv hos personer med psykopati.

Men de tidigare undersökningarna klargjorde inte de underliggande mekanismerna eller de involverade cellerna.

Nu, genom att studera råttor, har forskare vid Nederländska institutet för neurovetenskap (NIN) i Amsterdam identifierat att förmågan att känna andras smärta har att göra med "spegelneuroner" i ACC.

Forskare har hittat spegelneuroner tidigare, men de var intresserade av att observera rörelse.

Hjärnstudier av apor som observerar andra apor har avslöjat att celler i motorsystemet blir aktiva som om de observerande aporna var de som utför åtgärderna. Denna aktivitet sker utöver bearbetning av visuell information.

I en Aktuell biologi papper, författarna till den nya studien beskriver hur spegelneuroner i en råttas ACC blir aktiva inte bara när djuret själv har ont men också när det observerar en annan råtta i smärta.

Testa teorier om empati

"Det som är mest fantastiskt", säger huvudstudieförfattaren Christian Keysers, som är professor vid NIN, "är att allt detta sker i exakt samma hjärnregion hos råttor som hos människor."

Prof. Keysers och hans team ser sina resultat som ett viktigt framsteg för att förstå hur brist på empati uppstår under vissa psykiatriska tillstånd.

I sitt studiearbete sammanfattar de två rapporter från tidigare undersökningar som föreslog att "vissa ACC-nervceller svarar på observation och upplevelse av smärta." En var en observation hos en enda mänsklig patient, och en annan var i en musstudie.

Med tanke på dessa resultat och det faktum att spegelneuroner redan finns i hjärnans motoriska system bestämde de sig för att testa två teorier. Det första var att det finns spegelneuroner i ACC ”som utlöser vår egen känsla av smärta och återaktiveras när vi ser andras smärta”, och det andra var att ”detta är anledningen till att vi vinner och känner smärta när vi ser andras smärta. ”

Eftersom det varken är möjligt att kartlägga aktiviteten hos enskilda neuroner eller att stimulera förändringar i ACC i den mänskliga hjärnan, bestämde forskarna att testa dessa teorier hos råttor.

En av anledningarna till att de valde råttor som modell berodde på att en del av deras ACC har en liknande cellstruktur och anslutning till ACC-området som har konsekvenser för smärt empati hos människor.

Hjärnan förändras medan andra observerar

Studien omfattade en serie experiment där forskarna mätte förändringar i hjärnans och beteendet hos råttor, både när djuren fick en "mild chock" och när de sedan observerade andra råttor som fick samma obehagliga stimulans.

Resultaten visade att råttornas beteende och hjärnförändringar som svar på att se andra råttor i smärta var desamma som de som inträffade när observatörråttorna upplevde smärtan själva. Båda svaren involverade samma ACC-nervceller.

Forskarna upprepade sedan empatiexperimentet, men den här gången undertryckte de aktiviteten hos ACC-neuronerna som hade varit aktiva tidigare. När de behandlade råttorna observerade smärta hos andra råttor visade de inte längre samma empatiska beteende.

Smärta är en komplex upplevelse som har sensoriska och känslomässiga komponenter. Många studier av smärta brukar använda definitioner som härrör från människors beskrivningar och beteendemönster hos djur.

Men för att vara säker på att det är smärta och inte någon annan negativ upplevelse som fungerar i hjärnan är det viktigt att ta hänsyn till signaler i det neurala systemet.

Avkodning av smärtintensitet "samma som i mig själv"

Prof. Keysers och hans team tar upp denna punkt i sitt studiearbete. Forskare har hävdat, de skriver, att ett ”vikariansvar” som är specifikt för smärta, till skillnad från rädsla, till exempel, måste visa två funktioner i hjärnan.

Den första funktionen är att hjärnsvaret "måste vara selektivt." Den andra funktionen är att kretsen måste ha samma sätt att koda smärta i jaget som hos andra.

Deras resultat uppfyllde båda dessa krav. De visade att de flesta av observatörråttornas ACC-spegelneuroner inte aktiverades som svar på en annan negativ känsla, som rädsla. Dessutom kunde de observerande råttorna "avkoda smärtintensiteten i jaget från ett mönster som avkodar smärta hos andra."

Prof. Keysers drar slutsatsen att studien belyser hur brist på empati kan uppstå i psykopati och andra störningar. Han konstaterar, "Det visar oss också att empati, förmågan att känna med andras känslor, är djupt rotad i vår utveckling."