Neural spejling og neural selv-projektion - to simulations-mekanismer i hjernen: nærkontakt- og fjernkontakt-forståelse

Jeg har lige læst en fantastisk god bog om spejlneuroner - om opdagelsen af dem og om det internationale forskningsforløb som det har igangsat over hele verden. Forfatteren har selv været en central skikkelse i det forskningsmiljø.
   Han hedder Marco Iacoboni, er italiener af oprindelse, men nu professor i UCLA. Bogen har titlen: "Mirroring People - The science of Empathy and How We Connect with Others." 

   Der er en del overlapning med V. S. Ramachandran: "The Tell-Tale Brain", som jeg tidligere har refereret til og citeret fra (og været begejstret for). Men Iacobonis empiriske udgangspunkt er neuro-imaging-teknikker, hvorimod Ramachandrans er undersøgelser af efftekter af hjerneskader på forskellige dele af hjernen. Det giver en anden indgangsvinkel, og de supplerer hinanden fint.

  

Inden jeg kaster mig ud i at referere Iacobonis bog og den bagvedliggende tænkning, sådan forfra, vil jeg tage udgangspunkt i noget af det han skriver om i et af de sidste kapitler: nemlig opdagelsen af eksistensen af et andet neuralt neværk end spejleneuron-netværket. Det kaldes "the default network", som synes at "tænde" og "arbejde" når hjernen ikke er igang med en målbevidst aktivitet, som fx at iagttage noget eller udføre en bestemt handling, som er det sensomotorisk orienterede spejlneuron-netværk er aktivit i forbindelse med. 

Jeg søger på "the brain´s default network" og finder flere artikler der påpeger at det er aktivit nå vi fx dagdrømmer, når hjerne/opmærksomheden/bevidstheden vandrer bort fra den fokuserede aktivitet det er igang med. Et neuralt netværk som tilsyneladende "ser indad" når hjernen ikke har andet at lave

   Jeg skal lige forklare at "default" i denne sammenhæng betyder "normal" med konnotationer til at noget ikke sker eller udebliver.

Mens spejlneuron-netværket jo grundlæggende er udadvendt - vendt imod perception af andres handlinger som svarer til vores egne, og som hjernen så simulerer - som noder til en melodi vi ikke spiller, ja, så ser det ud til at "the default network" er aktivt introvert, fx når vi ellers er mentalt inaktive og genkalder os situationer vi har oplevet, eller når vi forestiller os et scenario vi tænker på at deltage i i fremtiden. 

   Her er altså også tale om en slags simulering, men mere a la det som vi siger vi kan foretage os ved hjælp af vores fantasi - vores forestillingsevne. 
   I øvrigt bemærker jeg at ordet "fantasi" - "imagination" - ikke indgår i de artikler.

Nogle af citaterne nedenfor peger imod den slags mentale (tanke)virksomhed som ligger bag kontrafaktisk udsagn som beskrives i "The Way We Think", som fx: "Hvis jeg havde været ansat på det tidspunkt, så ville det forskningsprojekt være afsluttet til tiden" - eller bag udsagn af typen: "Hvis jeg var i dine sko, så ville jeg se at komme ud af det ægtskab i en fart."
   Her kommer citater fra nogle abstracts jeg fandt ved søgning af "the brain´s default network":

People often attempt to understand other minds by using their own thoughts and experiences as a proxy for those of others, a process known broadly as simulation. Recent research in cognitive neuroscience has identified the neural bases of two forms of simulation: mirroring and self-projection. Mirroring involves a vicarious response in which a perceiver experiences the same current mental state as that of another person, and has been linked recently to brain regions that “mirror” the experiential states of others. In contrast, self-projection involves imagining oneself in the same situation as another person, predicting one’s thoughts and feelings in that hypothetical scenario and assuming that the other would think and feel the same way. This form of simulation has been linked to a set of regions known collectively as the default network and includes the medial prefrontal cortex, precuneus and posterior cingulate, and lateral parietal cortex. Although most discussions of simulation have conflated these two processes, here we describe the conceptual and empirical reasons to distinguish between self-projection and mirroring and suggest the unique role each plays in understanding others.  

http://cdp.sagepub.com/content/20/3/197.abstract

Her skelner forfatterne altså mellem "mirroring" og "self projection". "Mirrorning" er lokaliseret til den præfontale motorcortex, mens "self projection" tilsyneladende er forankret i "medial prefontal cortex m. fl. Her er det beskrevet at de fleste diskussioner om spejlneuronernes funktion og betydning, har "conflated" - "punkteret forskellen mellem" - de to netværks forskellige processer. 

Humans enjoy a singular capacity to imagine events that differ from the "here-and-now." Recent cognitive neuroscience research has linked such simulation processes to the brain's"default network." However, extant cognitive theories suggest that perceivers reliably simulate only relatively proximal experiences-those that seem nearby, soon, likely to happen, or relevant to a close other. Here, we test these claims by examining spontaneous engagement of the default network while perceivers consider experiencing events from proximal and distal perspectives. Across manipulations of perspective in four dimensions, two regions of the default network-medial prefrontal cortex and retrosplenial cortex-were more active for proximal than distal events, supporting cognitive accounts that perceivers only richly simulate experiences that seem immediate and that perceivers represent different dimensions of distance similarly. Moreover, stable individual differences in default activity when thinking about distal events correlated with individual variability in an implicit measure of psychological distance, suggesting that perceivers naturally vary in their tendency to simulate far-off or unlikely experiences.  

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21391760

Pointen i den her undersøgelse fremhæver, så vidt jeg forstår, at de klassiske spejlneuroners funktion er forankret i det sensomotoriske system, og dermed begrænser det sig til her og nu-situationer sammen med andre mennesker, som altså kan ses og høres eller er inden for (mental) percieptions- rækkevidde som når man ser dem på film. 

   Men default-netværket synes at være aktivt når man simulerer mennesker som er "langt væk" - altså uden for de eksterne sansers rækkevidde.

During the many idle moments that comprise daily life, the human brain increases its activity across a set of midline and lateral cortical brain regions known as the "default network." Despite the robustness with which the brain defaults to this pattern of activity, surprisingly little is known about the network's precise anatomical organization and adaptive functions. To provide insight into these questions, this article synthesizes recent literature from structural and functional imaging with a growing behavioral literature on mind wandering. Results characterize the default network as a set of interacting hubs and subsystems that play an important role in "internal mentation"-the introspective and adaptive mental activities in which humans spontaneously and deliberately engage in every day.  

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21677128

Dette abstract henviser til at the default network fungere når vi dagdrømmer og andre former for introspektive aktiviteter - det de kalder "internal mentation". 

Thirty years of brain imaging research has converged to define the brain’s default network—a novel and only recently appreciated brain system that participates in internal modes of cognition. Here we synthesize past observations to provide strong evidence that the default network is a specific, anatomically defined brain system preferentially active when individuals are not focused on the external environment. Analysis of connectional anatomy in the monkey supports the presence of an interconnected brain system. Providing insight into function, the default network is active when individuals are engaged in internally focused tasks including autobiographical memory retrieval, envisioning the future, and conceiving the perspectives of others. Probing the functional anatomy of the network in detail reveals that it is best understood as multiple interacting subsystems. The medial temporal lobe subsystem provides information from prior experiences in the form of memories and associations that are the building blocks of mental simulation. The medial prefrontal subsystem facilitates the flexible use of this information during the construction of self-relevant mental simulations. These two subsystems converge on important nodes of integration including the posterior cingulate cortex. The implications of these functional and anatomical observations are discussed in relation to possible adaptive roles of the default network for using past experiences to plan for the future, navigate social interactions, and maximize the utility of moments when we are not otherwise engaged by the external world. We conclude by discussing the relevance of the default

network for understanding mental disorders including autism, schizophrenia, and Alzheimer’s disease. 

 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/216771287

Jeg oversætter lige de to centrale afsnit i dette abstract: 

Default-netværket er aktivt når individer er optaget af internt fokuserede mentale opgaver, som fx. at genkalde sig selvbiografiske erindringer, at forestille sig fremtiden, og forstille sig i en andens sted og at se noget fra hans synspunkt. (...) Implikationerne af disse funktionelle og anatomiske observationer diskuteres nærmere i forhold til at default-netværket har en adapterende rolle som gør det muligt at udnytte tidligere erfaringer til at planlægge fremtiden, til at navigerer i social interaktion, og til maximalt at udnytte de tidsrum hvor hjernen ikke er optaget af den ydre verden.

Det helt centrale her er at dette netværk tager sig af fremkaldelse af personlige - autobiografiske - erindringer og erfaringer. De ligger i en særlig underafdeling af den "deklarative hukommelse" som kaldes "den episodiske", og som - går jeg ud fra - bliver kaldt frem ved et match med aktuelle spejlneuroners aktivitet - som jo må ligne den aktivitet som spejlneuronerne udført da de handlinger som erindres, foregik og blev sanset - den gang.

Denne sidste eftersætning ("som jo må ligne den aktivitet som spejlneuronerne iudførte da de handlinger som erindres, foregik og blev sanset den gang"), den har jeg ikke læst mig til, men er en kreativ tanke - en ide som er udsprunget af mit møde med forestillingerne om dette ny netværks funktion i forhold til system af spejlneuroner som jeg har været optaget af og læst om de sidste uger og måneder.
   Et resultat af blending - på et ret abstrakt niveau.

En strøtanke: Spejlneuronsystemet "lugter" mere af "fakta", mens "the default network" "smager" mere af fiktion.