KUNNEN 'SPIEGELNEURONEN' HERSENMECHANISMEN VAN EMPATHIE VERKLAREN?

Wetenschappers hebben een groep cellen in de hersenen vastgesteld waarvan de activiteit zou kunnen helpen verklaren dat ze de pijn van een ander kunnen delen.

Waarom kunnen we de pijn van andere mensen voelen? Een recente studie bij ratten onderzoekt.

Uit beeldvormende onderzoeken van menselijke hersenen was al duidelijk dat een gebied genaamd de anterior cingulate cortex (ACC), dat actief is tijdens het ervaren van pijn, ook actief kan worden bij het observeren van pijn bij anderen.

Deze onderzoeken hebben ook aangetoond dat bij het observeren van andermans pijn, deze regio actiever is bij mensen met een hoge mate van empathie en minder actief bij mensen met psychopathie.

Die eerdere onderzoeken gaven echter geen duidelijkheid over de onderliggende mechanismen of de betrokken cellen.

Nu hebben onderzoekers van het Nederlands Herseninstituut (NIN) in Amsterdam door onderzoek van ratten vastgesteld dat het vermogen om de pijn van anderen te voelen te maken heeft met "spiegelneuronen" in de ACC.

Wetenschappers hebben eerder spiegelneuronen gevonden, maar ze waren bezig met het observeren van beweging.

Hersenonderzoeken van apen die andere apen observeren, hebben onthuld dat cellen in het motorsysteem actief worden alsof de observerende apen degenen waren die de acties uitvoerden. Deze activiteit vindt plaats naast de verwerking van visuele informatie.

In een Huidige biologie papier, beschrijven de auteurs van de nieuwe studie hoe spiegelneuronen in de ACC van een rat niet alleen actief worden wanneer het dier zelf pijn heeft, maar ook wanneer het een andere rat waarneemt die pijn heeft.

Theorieën van empathie testen

"Het meest verbazingwekkende", zegt hoofdonderzoeksauteur Christian Keysers, die professor is aan het NIN, "is dat dit bij ratten allemaal in precies hetzelfde hersengebied gebeurt als bij mensen."

Prof. Keysers en zijn team zien hun bevindingen als een belangrijke stap vooruit om te begrijpen hoe gebrek aan empathie ontstaat bij bepaalde psychiatrische aandoeningen.

In hun studiedocument vatten ze twee rapporten samen van eerdere onderzoeken die suggereerden dat "sommige ACC-neuronen reageren op de observatie en ervaring van pijn." De ene was een observatie bij een enkele menselijke patiënt en de andere was in een muisstudie.

Gezien deze bevindingen en het feit dat spiegelneuronen al voorkomen in het motorsysteem van de hersenen, besloten ze twee theorieën te testen. De eerste was dat er spiegelneuronen in de ACC zijn 'die ons eigen pijngevoel opwekken en opnieuw worden geactiveerd als we de pijn van anderen zien', en de tweede was dat 'dit de reden is waarom we huiveren en pijn voelen bij het zien van de pijn. pijn van anderen. "

Omdat het niet mogelijk is om de activiteit van individuele neuronen in kaart te brengen of om veranderingen in de ACC in het menselijk brein te stimuleren, besloten de onderzoekers deze theorieën bij ratten te testen.

Een van de redenen waarom ze ratten als model kozen, was omdat een deel van hun ACC een vergelijkbare celstructuur en connectiviteit heeft met het ACC-gebied, wat implicaties heeft voor pijn-empathie bij mensen.

Hersenen veranderen terwijl je anderen observeert

De studie omvatte een reeks experimenten waarin de wetenschappers veranderingen in de hersenen en het gedrag van ratten maten, zowel wanneer de dieren een "milde shock" ontvingen als wanneer ze vervolgens observeerden dat andere ratten dezelfde onaangename stimulus kregen.

De resultaten toonden aan dat het gedrag en de hersenveranderingen van de ratten als reactie op het zien van andere ratten die pijn hadden hetzelfde waren als die welke optraden toen de waarnemende ratten de pijn zelf ervoeren. Bij beide reacties waren dezelfde ACC-neuronen betrokken.

De onderzoekers herhaalden vervolgens het empathie-experiment, maar deze keer onderdrukten ze de activiteit van de ACC-neuronen die eerder actief waren. Toen de behandelde ratten pijn zagen bij andere ratten, vertoonden ze niet langer hetzelfde empathische gedrag.

Pijn is een complexe ervaring met sensorische en emotionele componenten. Veel onderzoeken naar pijn hebben de neiging om definities te gebruiken die zijn afgeleid van de beschrijvingen van mensen en gedragspatronen bij dieren.

Om er echter zeker van te zijn dat het pijn is en niet een andere negatieve ervaring die in de hersenen aan het werk is, is het belangrijk om rekening te houden met signalen in het neurale systeem.

Decodering van pijnintensiteit ‘hetzelfde als in jezelf’

Prof. Keysers en zijn team nemen dit punt op in hun studiepaper. Wetenschappers hebben betoogd, schrijven ze, dat een "plaatsvervangende reactie" die specifiek is voor pijn, in tegenstelling tot bijvoorbeeld angst, twee kenmerken van de hersenen moet vertonen.

Het eerste kenmerk is dat de reactie van de hersenen "selectief moet zijn". Het tweede kenmerk is dat het circuit dezelfde manier moet hebben om pijn in het zelf te coderen als in anderen.

Hun resultaten voldeden aan beide vereisten. Ze toonden aan dat de meeste ACC-spiegelneuronen van de waarnemende ratten niet werden geactiveerd als reactie op een andere negatieve emotie, zoals angst. Bovendien konden de observerende ratten "de pijnintensiteit in het zelf ontcijferen vanuit een patroon dat pijn bij anderen decodeert".

Prof. Keysers concludeert dat de studie licht werpt op hoe gebrek aan empathie kan ontstaan bij psychopathie en andere stoornissen. Hij merkt op: "Het laat ons ook zien dat empathie, het vermogen om te voelen met de emoties van anderen, diep geworteld is in onze evolutie."