Социальная когнитивная нейробиология - Social cognitive neuroscience

Социальная когнитивная нейробиология - это научное исследование биологических процессов, лежащих в основе социального познания . В частности, он использует инструменты нейробиологии для изучения «психических механизмов, которые создают, формируют, регулируют и реагируют на наш опыт социального мира». Социальная когнитивная нейробиология использует эпистемологические основы когнитивной нейробиологии и тесно связана с социальной нейробиологией . Социальная когнитивная нейробиология использует нейровизуализацию человека , обычно с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) . Также используются методы стимуляции человеческого мозга, такие как транскраниальная магнитная стимуляция и транскраниальная стимуляция постоянным током . У нечеловеческих животных прямые электрофизиологические записи и электрическая стимуляция отдельных клеток и популяций нейронов используются для исследования социальных когнитивных процессов более низкого уровня.

История и методы

Первые научные работы о нейронных основах социального познания восходят к Финеасу Гейджу , человеку, который пережил черепно-мозговую травму в 1849 году и был тщательно изучен на предмет соответствующих изменений в социальном функционировании и личности. В 1924 году уважаемый психолог Гордон Олпорт написал главу о нейронных основах социального феномена в своем учебнике социальной психологии . Однако в последующие десятилетия эти работы не вызвали особой активности. Начало современной социальной когнитивной нейробиологии можно отнести к книге Майкла Газзаниги « Социальный мозг» (1985), в которой церебральная латерализация объясняется особенностями социально-психологического феномена. Изолированные участки исследований социальной когнитивной нейробиологии возникли в конце 1980-х - середине 1990-х годов, в основном с использованием единичных электрофизиологических записей у нечеловеческих приматов или исследований нейропсихологических поражений у людей. В это время параллельно возникла тесно связанная область социальной нейробиологии, однако в основном она была сосредоточена на том, как социальные факторы влияют на вегетативную , нейроэндокринную и иммунную системы . В 1996 году группа Джакомо Риццолатти сделала одно из самых плодотворных открытий в социальной когнитивной нейробиологии: существование зеркальных нейронов в лобно-теменной коре макак . В середине 1990-х годов появилась функциональная позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) для людей, которая позволила нейробиологическим исследованиям абстрактных (и, возможно, исключительно человеческих) социальных когнитивных функций, таких как теория разума и ментализация . Однако ПЭТ непомерно дорог и требует приема радиоактивных индикаторов , что ограничивает его распространение.

В 2000 году термин « социальная когнитивная нейробиология» был придуман Мэтью Либерманом и Кевином Окснером , которые имеют опыт социальной и когнитивной психологии соответственно. Это было сделано для интеграции и брендинга изолированных лабораторий, занимающихся исследованиями нейронных основ социального познания. Также в 2000 году Элизабет Фелпс и его коллеги опубликовали первое исследование с помощью фМРТ социального познания, в частности оценки расы . Принятие фМРТ, менее дорогого и неинвазивного метода нейровизуализации, вызвало бурный рост в этой области. В 2001 году в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе прошла первая научная конференция по социальной когнитивной нейробиологии . В середине 2000-х годов появились академические общества, связанные с этой областью ( Общество социальной и аффективной нейронауки , Общество социальной неврологии ), а также рецензируемые журналы, специализирующиеся в этой области ( социальная когнитивная и аффективная нейронаука , социальная неврология ). В 2000-х годах и позже лаборатории, проводящие исследования в области социальной когнитивной нейробиологии, распространились по Европе, Северной Америке, Восточной Азии, Австралии и Южной Америке.

Начиная с конца 2000-х, эта область начала расширять свой методологический репертуар, включая другие методы нейровизуализации (например, электроэнцефалографию , магнитоэнцефалографию , функциональную ближнюю инфракрасную спектроскопию ), передовые вычислительные методы (например, многомерный анализ паттернов , причинное моделирование , теорию графов ) и мозг. методы стимуляции (например, транскраниальная магнитная стимуляция, транскраниальная стимуляция постоянным током, глубокая стимуляция мозга ). Из-за объема и строгости исследований в этой области в 2010-х годах социальная когнитивная нейробиология получила широкое признание в более широких областях нейробиологии и психологии.

Функциональная анатомия

Большая часть социального познания в первую очередь обслуживается двумя диссоциативными макромасштабными мозговыми сетями : системой зеркальных нейронов (MNS) и сетью режима по умолчанию (DMN). Считается, что MNS представляет и идентифицирует наблюдаемые действия (например, достижение чашки), которые используются DMN для вывода ненаблюдаемых психических состояний, черт характера и намерений (например, жажды). Соответственно, начало активации MNS, как было показано, предшествует DMN во время социального познания. Однако степень прямой связи , обратной связи и периодической обработки внутри и между MNS и DMN еще недостаточно хорошо изучена, поэтому трудно полностью разделить точные функции двух сетей и их узлов.

Система зеркальных нейронов (MNS)

Зеркальные нейроны , впервые обнаруженные в лобно-теменной коре макак, срабатывают, когда действия выполняются или наблюдаются. У людей аналогичные сенсомоторные «зеркальные» ответы были обнаружены в областях мозга, перечисленных ниже, которые в совокупности называются MNS. Было обнаружено, что MNS идентифицирует и представляет преднамеренные действия, такие как выражение лица , язык тела и хватание . MNS может кодировать концепцию действия, а не только сенсорную и моторную информацию, связанную с действием. Таким образом, было показано, что представления MNS инвариантны относительно того, как наблюдается действие (например, сенсорная модальность) и как выполняется действие (например, левая или правая рука, вверх или вниз). Было обнаружено, что MNS даже представляет действия, описанные на письменном языке.

Механистические теории функционирования MNS в целом делятся на два лагеря: моторные и когнитивные теории. Классические моторные теории постулируют, что абстрактные репрезентации действий возникают из моделирования действий в моторной системе, в то время как новые когнитивные теории предполагают, что абстрактные репрезентации действий возникают в результате интеграции множества областей информации: перцептивной , моторной , семантической и концептуальной . Помимо этих конкурирующих теорий, существуют более фундаментальные противоречия, связанные с человеческим МНС - даже само существование зеркальных нейронов в этой сети обсуждается. По существу, термин «MNS» иногда избегают для более функционально определенных имен, таких как «сеть наблюдения за действием», «сеть идентификации действия» и «сеть представления действия».

Премоторная кора

Зеркальные нейроны были впервые обнаружены в премоторной коре макак . Премоторная кора головного мозга связана с разнообразным набором функций, включая низкоуровневый моторный контроль, двигательное планирование, сенсорное управление движением, а также когнитивные функции более высокого уровня, такие как обработка речи и понимание действий. Было обнаружено, что премоторная кора содержит субрегионы с уникальными цитоархитектурными свойствами, значение которых еще не полностью изучено. У людей сенсомоторные зеркальные ответы также обнаруживаются во всей премоторной коре и прилегающих участках нижней лобной извилины и дополнительной моторной области .

Визуально-пространственная информация более распространена в вентральной премоторной коре, чем в дорсальной премоторной коре. У людей сенсомоторные зеркальные ответы распространяются за пределы вентральной премоторной коры в соседние области нижней лобной извилины, включая область Брока, область , которая имеет решающее значение для обработки речи и производства речи. Репрезентации действий в нижней лобной извилине могут быть вызваны языком, например, глаголами действия, в дополнение к наблюдаемым и выполняемым действиям, обычно используемым в качестве стимулов в биологических исследованиях движения. Перекрытие между процессами понимания языка и действий в нижней лобной извилине побудило некоторых исследователей предположить перекрытие нейрокомпьютерных механизмов между ними. Дорсальная премоторная кора тесно связана с двигательной подготовкой и руководством, например, представляет несколько двигательных выборов и определяет окончательный выбор действия.

Интрапариетальная борозда

Классические исследования наблюдения за действием обнаружили зеркальные нейроны в интрапариетальной борозде макак . У людей сенсомоторные зеркальные ответы сосредоточены вокруг передней внутрибрюшинной борозды, причем ответы также наблюдаются в соседних областях, таких как нижняя теменная долька и верхняя теменная долька . Было показано, что интрапариетальная борозда более чувствительна к моторным характеристикам биологического движения по сравнению с семантическими характеристиками. Было показано, что интрапариетальная борозда кодирует величину в общем виде, будь то величина двигательного движения или величина социального статуса человека. Интрапариетальная борозда считается частью дорсального зрительного потока , но также считается, что она получает сигналы от недорсальных областей потока, таких как латеральная затылочно-височная кора и задняя верхняя височная борозда.

Боковая затылочно-височная кора (LOTC)

LOTC охватывает боковые области зрительной коры, такие как V5 и экстрастриатная область тела . Хотя LOTC обычно ассоциируется с визуальной обработкой, сенсомоторные зеркальные ответы и абстрактные представления действий надежно обнаруживаются в этой области. LOTC включает области коры головного мозга, чувствительные к движению, объектам, частям тела, кинематике, положениям тела, наблюдаемым движениям и семантическому содержанию глаголов. Считается, что LOTC кодирует тонкие сенсомоторные детали наблюдаемого действия (например, локальные кинематические и перцепционные особенности). Также считается, что LOTC связывает воедино различные средства, с помощью которых может выполняться конкретное действие.

Сеть в режиме по умолчанию (DMN)

Режим по умолчанию сеть (ДМН) Считается , что процесс и представляют собой абстрактную социальную информацию, например, психических состояний, качеств и намерений. Социальные когнитивные функции, такие как теория разума , ментализация , распознавание эмоций , эмпатия , моральное познание и социальная рабочая память, последовательно задействуют области DMN в исследованиях нейровизуализации человека. Хотя функциональная анатомия этих функций может различаться, они часто включают основные центры DMN медиальной префронтальной коры, задней поясной извилины и височно-теменного перехода. Помимо социального познания, DMN широко ассоциируется с внутренне направленным познанием. Было обнаружено, что DMN участвует в связанной с памятью обработке ( семантической , эпизодической , поисковой ), самостоятельной обработке (например, самоанализ ) и блуждании мыслей . В отличие от исследований системы зеркальных нейронов, в исследованиях DMN, основанных на задачах, почти всегда используются люди, так как социальные когнитивные функции, связанные с DMN, рудиментарны или их трудно измерить у других людей. Однако большая часть активности DMN происходит во время отдыха, так как активация и подключение DMN быстро задействуются и поддерживаются в отсутствие целенаправленного познания. Таким образом, DMN широко считается подчиненным «режиму по умолчанию» функции мозга млекопитающих.

Взаимосвязь между социальным познанием, отдыхом и разнообразным набором функций, связанных с DMN, еще недостаточно изучена и является предметом активных исследований. Считается, что социальные, несоциальные и спонтанные процессы в DMN имеют общие, по крайней мере, некоторые лежащие в основе нейровычислительные механизмы друг с другом.

Медиальная префронтальная кора (мПФК)

Медиальная префронтальная кора (mPFC) тесно связана с абстрактным социальным познанием, таким как ментализация и теория разума. Ментализация активирует большую часть mPFC, но дорсальный mPFC кажется более избирательным для информации о других людях, тогда как передний mPFC может быть более избирательным для информации о себе.

Считается, что вентральные области мПФК, такие как вентромедиальная префронтальная кора и медиальная орбитофронтальная кора , играют решающую роль в аффективных компонентах социального познания. Например, было обнаружено, что вентромедиальная префронтальная кора представляет собой аффективную информацию о других людях. Было показано, что вентральный mPFC имеет решающее значение для вычисления и представления валентности и ценности многих типов стимулов, а не только социальных стимулов.

MPFC может подчиняться наиболее абстрактным компонентам социального познания, поскольку это одна из наиболее общих областей мозга, которая находится на вершине корковой иерархии и активируется последней во время задач, связанных с DMN.

Задняя поясная извилина коры головного мозга (ЗПК)

Абстрактное социальное познание задействует большую площадь заднемедиальной коры, сосредоточенную вокруг задней поясной извилины (ПКС), но также простирающуюся на предклинье и ретроспленальную кору . Специфическая функция ПКС в социальном познании еще недостаточно хорошо изучена, и его роль может быть обобщена и тесно связана с медиальной префронтальной корой. Одна точка зрения состоит в том, что PCC может помочь представить некоторые зрительно-пространственные и семантические компоненты социального познания. Кроме того, PCC может отслеживать социальную динамику, содействуя обращению снизу вверх к источникам информации, имеющим отношение к поведению, во внешней среде и в памяти. Дорсальный PCC также связан с мониторингом поведенческих изменений в окружающей среде, возможно, помогая в социальной навигации. Вне социальной области PCC связан с очень разнообразным набором функций, таких как внимание, память, семантика, визуальная обработка, блуждание мыслей, сознание, когнитивная гибкость и опосредование взаимодействий между сетями мозга.

Височно-теменное соединение (TPJ)

Височно - узел (TPJ) , как полагают, иметь решающее значение для различения между несколькими агентами, такими , как себя и других. Правый TPJ активно активируется заданиями на ложные убеждения, в которых испытуемые должны различать убеждения других и свои собственные в данной ситуации. TPJ также задействован для решения широкого круга абстрактных социальных когнитивных задач, связанных с DMN. Вне социальной области TPJ связан с разнообразным набором функций, таких как переориентация внимания, обнаружение цели, контекстное обновление, языковая обработка и извлечение эпизодической памяти. Социальные и несоциальные функции TPJ могут иметь общие нейрокомпьютерные механизмы. Например, субстраты переориентации внимания в TPJ могут использоваться для переориентации внимания между собой и другими, а также для распределения внимания между социальными агентами. Более того, было обнаружено, что общий механизм нейронного кодирования определяет социальную, временную и пространственную дистанцию ​​в TPJ.

Верхняя височная борозда (STS)

Социальные задачи задействуют области боковой височной коры, сосредоточенные вокруг верхней височной борозды (STS), но также простирающиеся до верхней височной извилины, средней височной извилины и височных полюсов. Во время социального познания передние СС и височные полюса прочно связаны с абстрактным социальным познанием и информацией о человеке, в то время как задние СС больше всего связаны с социальным видением и биологической обработкой движений. Также считается, что задний STS обеспечивает перцепционные входы в систему зеркальных нейронов.

Другие регионы

Есть также несколько областей мозга, которые выходят за рамки MNS и DMN, которые тесно связаны с определенными социальными когнитивными функциями.

Вентролатеральная префронтальная кора (ВПФК)

Вентролатеральная префронтальная кора головного мозга (VLPFC) связан с эмоциональной и ингибиторной обработкой. Было обнаружено, что он участвует в распознавании эмоций по выражению лица, языку тела, просодии и многому другому . В частности, считается, что он обеспечивает доступ к семантическим представлениям эмоциональных конструкций во время распознавания эмоций. Более того, VLPFC часто задействованы в задачах эмпатии, ментализации и теории разума. Считается, что VLPFC поддерживает подавление самооценки, когда мы думаем о других людях.

Insula

Островковый имеет решающее значение для эмоциональной обработки и интероцепции . Было обнаружено, что он участвует в распознавании эмоций, сочувствии, морали и социальной боли. Считается, что передняя островковая часть облегчает переживание эмоций других людей, особенно отрицательных эмоций, таких как косвенная боль. Поражения островка связаны со снижением способности к эмпатии. Передняя островковая часть также активируется во время социальной боли, например, боли, вызванной социальным отторжением.

Передняя поясная кора (АКК)

Передней части поясной извилины коры головного мозга (АКК) связан с эмоциональной обработки и контроля ошибок. Дорсальный ППК, по-видимому, разделяет некоторые социальные когнитивные функции с передней островковой частью, такие как облегчение переживания эмоций других людей, особенно негативных эмоций. Дорсальный ППК также активно активируется во время социальной боли, например, боли, вызванной тем, что вы стали жертвой несправедливости. Дорсальный ACC также связан с социальной оценкой, такой как обнаружение и оценка социальной изоляции. Было обнаружено, что субгенуальный ACC активируется для косвенного вознаграждения и может быть вовлечен в просоциальное поведение .

Веретенообразная область лица (FFA)

Площадь веретенообразного лица (FFA) тесно связана с обработкой лица и перцептивным опытом. Было показано, что FFA обрабатывает визуально-пространственные особенности лиц, а также может кодировать некоторые семантические особенности лиц.

Известные цифры

Смотрите также

дальнейшее чтение

• В Тога, AW (2015). Картирование мозга: энциклопедический справочник . Том 3: Социальная когнитивная неврология (стр. 1–258). Эльзевир. ISBN  978-0-12-397316-0
• Либерман, доктор медицины (2013). Социальные сети: почему наш мозг устроен так, чтобы соединяться . Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Crown Publishers / Random House. ISBN  978-0307889096
• Виттманн, Марко К., Патрисия Л. Локвуд и Мэтью Ф. С. Рашворт. «Нейронные механизмы социального познания у приматов». Ежегодный обзор нейробиологии (2018). https://doi.org/10.1146/annurev-neuro-080317-061450

Рекомендации