نورون‌های آینه‌ای و ارتباط آن با اختلال اوتیسم

نویسندگان: رسول رحمتی، دکتر محمد کیانی

نورون‌های آینه‌ای (سلول‌های عصبی آینه‌ای) یکی از جذاب‌ترین کشفیات در علوم اعصاب معاصر است؛ سلول‌هایی که هنگام مشاهده یا انجام یک عمل خاص در مغز فعال می‌شوند. این نورون‌ها نقش مهمی در درک احساسات دیگران، یادگیری از طریق تقلید و توسعه مهارت‌های اجتماعی ایفا می‌کنند. در سال‌های اخیر، پژوهشگران فرض کرده‌اند که اختلال در عملکرد سیستم نورون‌های آینه‌ای ممکن است یکی از عوامل زمینه‌ساز در بروز برخی ویژگی‌های اتیسم باشد، از جمله دشواری در همدلی، برقراری ارتباط اجتماعی و تقلید رفتار. در این مطلب، به بررسی این فرضیه و نتایج تحقیقات مرتبط خواهیم پرداخت. با تهران اتیسم همراه باشید.

نورون‌های آینه‌ای برای اولین بار در دهه ۱۹۹۰ توسط تیمی از محققان ایتالیایی به رهبری جاکومو ریزولاتی در دانشگاه پارما و در مغز میمون‌ها کشف شد. این نورون‌ها که عمدتا در قشر پیشانی-آهیانه‌ای مغز قرار دارند، هنگام انجام یک عمل و همچنین هنگام مشاهده همان عمل توسط دیگران فعال می‌شوند. این کشف، انقلابی در درک ما از مکانیسم‌های عصبی پایه‌ای رفتارهای اجتماعی ایجاد کرد.

این مثال نشان می‌دهد نورون‌های آینه‌ای در مغز میمون زمانی که خودش موز را بالا می‌برد و همچنین زمانی که بالابردن موز توسط فرد را مشاهده می‌کند، در مغزش فعال می‌شود. — _{این مثال نشان می‌دهد نورون‌های آینه‌ای در مغز میمون زمانی که خودش موز را بالا می‌برد و همچنین زمانی که بالابردن موز توسط فرد را مشاهده می‌کند، فعال می‌شود.}

برای اینکه بیشتر با نورون‌های آیینه‌ای آشنا شوید به این دو مثال توجه کنید:

فرض کنید کودکی تماشا می‌کند که یک نفر در حال برداشتن یک شیء از روی زمین است. در مغز کودک در همان زمان نورون‌های آینه‌ای فعال می‌شوند، درست شبیه زمانی که خودش این عمل را انجام می‌دهد. این فرایند باعث می‌شود کودک بتواند به صورت غیرکلامی و بدون آموزش مستقیم، مهارت‌های حرکتی مانند خم شدن، گرفتن و بلند کردن اشیا را یاد بگیرد. این نوع یادگیری از طریق مشاهده و تقلید، نقش مهمی در رشد مهارت‌های پایه‌ای در دوران کودکی دارد.

یا مثلا فرض کنید کودکی می‌بیند که مادرش لبخند می‌زند. در همان لحظه، در مغز کودک، نورون‌های آینه‌ای فعال می‌شوند، به طوری که گویی خودش دارد لبخند می‌زند. این فعال شدن، احتمالا به کودک کمک می‌کند احساس مادر را درک کند (مثلا شادی) و حتی ممکن است باعث شود خودش هم ناخودآگاه لبخند بزند. این فرایند، پایه‌ای برای یادگیری رفتارهای اجتماعی، تقلید حرکات و همدلی با دیگران است.

نورون‌های آینه‌ای از دلفین تا انسان

نورون‌های آینه‌ای اولین بار در مغز میمون‌های رزوس کشف شدند. از آن زمان، پژوهش‌ها نشان داده است که این نورون‌ها علاوه بر مغز انسان در مغز چندین گونه از حیوانات هم وجود دارد. در مغز میمون‌ها، پرندگان، دلفین‌ها، نهنگ‌ها، فیل‌ها و… به صورت مستقیم یا غیر مستقیم وجود نورون‌های آینه‌ای تایید شده است. نکته جالب این است که وجود نورون‌های آینه‌ای معمولا در گونه‌هایی یافت می‌شود که مهارت‌های اجتماعی، تقلیدی یا یادگیری پیچیده دارند.

تا اینجای مطلب شاید به ارتباط میان نورون‌های آینه‌ای و اختلال اتیسم پی برده باشید.

یافته‌های علمی اخیر درباره نورون‌های آینه‌ای و اتیسم چه می‌گوید؟

در دو دهه اخیر، تحقیقات گسترده‌ای ارتباط بین عملکرد نورون‌های آینه‌ای و اختلالات عصبی-رشدی به ویژه اتیسم را بررسی کرده‌اند. نظریه “سیستم نورون‌های آینه‌ای معیوب” که توسط راماچاندران و اوبرمن در سال ۲۰۰۰ مطرح شد، پیشنهاد می‌کند که نقص در این سیستم ممکن است مسئول بسیاری از علائم اصلی اوتیسم باشد.

مطالعات تصویربرداری عصبی با استفاده از روش fMRI نشان داده‌است که مغز افراد مبتلا به اوتیسم فعالیت کمتری در مناطق حاوی نورون‌های آینه‌ای (به ویژه در بخش قشر پیشانی تحتانی و لب فوقانی گیجگاهی) هنگام مشاهده اعمال یا حالات عاطفی دیگران دارد. یک پژوهش متاآنالیز مهم که در سال ۲۰۲۱ در ژورنال Nature Reviews Neuroscience منتشر شد، نشان داد که کاهش فعالیت قابل توجهی در مناطق نورون‌های آینه‌ای در مغز افراد دارای اوتیسم مشاهده می‌شود.

تحقیقات الکتروفیزیولوژیک نیز نشان داده‌ که فعالیت نورون‌های آینه‌ای، در مغز افراد دارای اتیسم ضعیف‌تر است. این یافته‌ها به ویژه در موقعیت‌هایی که نیاز به درک نیات دیگران دارد، بارزتر می‌شود.

مکانیسم‌های احتمالی عملکرد متفاوت نورون‌های آینه‌ای در اوتیسم چیست؟

چندین مکانیسم ممکن برای ارتباط بین نورون‌های آینه‌ای و اختلال اتیسم پیشنهاد شده است. از جمله می‌توان به نظریه “شبکه‌های عصبی نامتصل یا گسسته” اشاره کرد. این نظریه می‌گوید که ممکن است ارتباط ناکافی بین مناطق حاوی نورون‌های آینه‌ای و سایر مناطق مغزی وجود داشته باشد.

نظریه‌ای دیگر نظریه “تعدیل حسی” است که می‌گوید مشکلات پردازش حسی در اتیسم ممکن است ورودی‌های لازم برای فعال‌سازی مناسب نورون‌های آینه‌ای را مختل کند. همچنین نظریه “توسعه عصبی متفاوت” پیشنهاد می‌کند که مسیرهای رشد این نورون‌ها در افراد دارای اوتیسم ممکن است منحصر به فرد باشد.

بررسی علمی نورون‌های آینه‌ای و ارتباط آن با اوتیسم چه مزیت‌هایی می‌تواند داشته باشد؟

یکی از پژوهش‌های علمی اخیر که در سال ۲۰۲۳ در ژورنال Nature Neuroscience به چاپ رسید، نکات ارزشمندی را در رابطه با نورون‌های آینه‌ای و اتیسم آشکار می‌کند. این مطالعه که به مدت ۵ سال روی ۱۲۰ نوزاد انجام شده است، نشان داد که:

تفاوت‌های فعالیت نورون‌های آینه‌ای از ۶ ماهگی قابل تشخیص است.
الگوی غیرعادی رشد این سیستم تا ۲۴ ماهگی پیش‌بینی‌کننده قوی اتیسم است.
مداخله زودهنگام (قبل از ۱۸ ماهگی) می‌تواند مسیر رشد عصبی را تغییر دهد.

هرچند این مطالعه انقلابی، نویدبخش امکان تشخیص اتیسم، قبل از ظهور علائم بالینی است. اما بررسی نورون‌های آینه‌ای با ابزارهای پیشرفته‌ای همچون fMRI اکنون قابل دسترسی برای عموم نیست.

اما از دیدگاه بالینی بررسی و ادامه پژوهش درباره نورون‌های آینه‌ای و ارتباط آن با اختلال اتیسم، به توسعه روش‌های درمانی جدید منجر می‌شود. به عنوان مثال، در درمان‌های مبتنی بر بازخورد عصبی که هدفشان تقویت فعالیت مناطق حاوی نورون‌های آینه‌ای است، نتایج امیدوارکننده‌ای مشاهده شده است. یا به عنوان مثالی دیگر در روش‌های رفتاردرمانی که بر تقلید هدفمند تمرکز دارند، این نقص بطور نسبی جبران می‌شود.

سخن پایانی

نورون‌های آینه‌ای به عنوان یکی از پایه‌های اساسی درک رفتار اجتماعی و تقلید، نقشی کلیدی در رشد طبیعی مغز ایفا می‌کنند. اختلال در عملکرد این سیستم می‌تواند بخشی از پیچیدگی‌های اختلال اتیسم را توضیح دهد و مسیرهای جدیدی برای تشخیص زودهنگام و مداخلات درمانی ارائه کند. هرچند تحقیقات در این زمینه همچنان در حال پیشرفت است، نتایج به دست آمده تا به امروز امیدبخش‌اند و بر اهمیت شناخت دقیق‌تر مکانیسم‌های عصبی و توسعه رویکردهای مبتنی بر علم برای حمایت از افراد دارای اتیسم تاکید دارند.

باید توجه داشت که نورون‌های آینه‌ای تنها بخشی از یک تصویر بسیار پیچیده‌تر هستند و نباید به عنوان تنها عامل ایجاد اتیسم در نظر گرفته شوند. تحقیقات آینده باید به بررسی تعامل بین سیستم نورون‌های آینه‌ای و سایر سیستم‌های عصبی در اختلال اتیسم ادامه دهند. تداوم پژوهش‌های علمی در این حوزه، افق‌های تازه‌ای را برای بهبود کیفیت زندگی افراد دارای اوتیسم خواهد گشود.

منابع


Rizzolatti, G., & Craighero, L. (2004). The mirror-neuron system. Annual Review of Neuroscience, 27, 169-192.
Ramachandran, V. S., & Oberman, L. M. (2006). Broken mirrors: a theory of autism. Scientific American, 295(5), 62-69.
Hamilton, A. F. (2013). Reflecting on the mirror neuron system in autism: A systematic review of current theories. Developmental Cognitive Neuroscience, 3, 91-105.
Perkins, T., et al. (2023). Mirror Neuron Dysfunction in Autism Spectrum Disorder. Nature Neuroscience, 26(4), 512-520.
Wang, Y., et al. (2021). Meta-analysis of mirror system activity in autism spectrum disorders. Nature Reviews Neuroscience, 22(6), 346-358.

Varcin, K. et al. (2023). "Developmental trajectories of mirror neuron system in infants". Nature Neuroscience, 26(9), 1567-1579.