Hjernen er den mest komplekse strukturen som er kjent i hele universet. Den kan da også utrette helt fantastiske ting, som å analysere en liten ansiktsgrimase i løpet av en brøkdel av et sekund og forstå hvilken følelse som ligger bak den.

Den norditalienske byen Parma er mest kjent for Parma-skinken og parmesanosten. Men Parma har også gitt menneskeheten en av de store oppdagelsene innen nevrovitenskapen, da en forskergruppe ved byens universitet oppdaget det såkalte speilnevronsystemet tidlig på 1990-tallet. Speilnevronene er en spesialisert type nevroner (nerveceller) i hjernen hos mennesket og andre pattedyr, og hos mennesker er det påvist speilnevron-liknende aktiviteter i den motoriske delen av hjernebarken.

– Speilnevronene har gitt oss en helt ny forståelse av kommunikasjonen mellom mennesker. Teorien går ut på at speilnevronene ”speiler” andre menneskers handlinger og hjelper oss til å gjenkjenne følelsene som ligger bak dem, forteller nevrologen Are Brean. Han er overlege ved Nevrologisk avdeling ved Sykehuset i Vestfold, medisinsk redaktør i Tidsskrift for norsk Lægeforening og leder i Norsk nevrologisk forening.

Hjernen kan beskrives som en datamaskin
Hvis man vil forstå hvordan speilnevronene virker, må man først gjennom et lite grunnkurs i hjernens konstruksjon og virkemåte. Den grunnleggende enheten i hjernen er nervecellene eller nevronene, som består av en cellekropp med cellekjerne og tynne fibrer (axoner) som ender i kontaktpunkter med andre nevroner. En gjennomsnittlig menneskehjerne inneholder ca 130 milliarder nevroner, og hvert nevron har kontakt med ca 20 000 andre nevroner.

Kontaktpunktene mellom nevroner kalles synapser, og nevronene bruker synapsene blant annet til å utveksle informasjon med hverandre. Mye tyder på at synapsene også kan langtidslagre informasjon, slik at alle synapsene til sammen kan sammenliknes med harddisken i en datamaskin. Informasjonsutvekslingen mellom nevronene skjer i form av svake elektriske signaler som kalles aksjonspotensialer. Disse signalene kan registreres ved hjelp av tynne og følsomme elektroder, og det var nettopp det som foregikk på et laboratorium i Parma en sommerdag på begynnelsen av 1990-tallet.

Det skjedde noe underlig i Parma
En gruppe forskere, under ledelse av professor Giacomo Rizzolatti, hadde satt tynne elektroder inn i hjernen på noen makak-aper. Forskerne var egentlig ute etter å kartlegge hvilke områder i hjernen som var aktive når apen utfører bevegelser, og derfor var elektrodene skjøvet forsiktig inn i det motoriske området i hjernebarken. En av elektrodene stod like ved en nervecelle som sendte et elektrisk signal hver gang apen strakk ut armen for å ta en matbit, og elektroden var koblet til en forsterker og videre til en høyttaler som det spraket i hver gang nervecellen ”fyrte” et elektrisk signal.

Men så skjedde det noe underlig. Det var en varm og solrik dag, og en av assistentene gikk ut for å kjøpe seg en iskrem. Da assistenten kom inn i laboratoriet igjen og førte isen opp til munnen, spraket det plutselig i høyttaleren. Det samme nevronet som fyrte i apehjernen når apen førte en godbit til munnen, fyrte også når laboratorieassistenten førte en iskrem til munnen!

– Det normale ville vært at et synsinntrykk forårsaket en elektrisk aktivitet i den primære synsbarken, som ikke har noe som helst med den motoriske delen å gjøre. Forskerne trodde derfor først at det var en slags feil de hadde observert, forteller Brean. Men dette var heldigvis en gruppe skikkelig nysgjerrige forskere, som bestemte seg for å undersøke saken nærmere. Til slutt publiserte de en banebrytende artikkel i det nevrovitenskapelige forskningstidsskriftet ”Brain” i 1995. I denne artikkelen ble uttrykket ”mirror neurons” – speilnevroner – brukt offentlig for første gang. Senere forskning tyder på at det også finnes speilnevronsystemer som reagerer på lyd, og kanskje også for andre sanseorganer. Det visuelle systemet er imidlertid det kraftigste.

Min hjerne speiler din bevegelse
– All forskning som er blitt utført på temaet speilnevroner trekker i retning av den samme konklusjonen: Det finnes et speilnevron-system i den motoriske hjernebarken hos mennesker og andre pattedyr. Dette systemet består av spesialiserte nerveceller som reagerer når vi ser andre individer gjøre bevegelser vi kjenner igjen. Hvis du strekker ut armen din, og jeg ser bevegelsen, så begynner noen motoriske nevroner i min hjernebark å fyre. Det er faktisk de samme nevronene som fyrer i min motoriske hjernebark, som om jeg skulle ha strukket ut min egen arm! Med andre ord: Min hjerne speiler din bevegelse, forteller Brean.

– Det er lansert en fascinerende teori som sier at det er speilnevronene som setter oss i stand til å kommunisere sosialt. Når vi beveger oss ute blant andre mennesker, må vi hele tiden forholde oss til hva andre foretar seg. Vi må også kunne svare raskt og smidig på andres adferd. Denne kommunikasjonen er intet mindre enn en forutsetning for utviklingen av menneskelige samfunn, tilføyer han.

Slik virker speilnevronene, tror vi
Speilnevronene reagerer ikke bare på store bevegelser med armer og bein, men også på mindre og mer subtile bevegelser som for eksempel ansiktsuttrykk eller kroppsholdninger.

– Når jeg ser et ansiktsuttrykk hos deg, begynner de motoriske cellene som aktiverer det samme ansiktsuttrykket hos meg, å ”fyre” elektriske signaler. Jeg gjentar ikke ansiktsuttrykket ditt rent fysisk, men hjernen min kopierer de elektriske signalene som skapte ditt ansiktsuttrykk, forklarer Brean.

Kopieringen av mitt ansiktsuttrykk i Breans motoriske hjernebark er innledningen til en prosess som gjennomføres i løpet av mindre enn et tidels sekund, ifølge teorien. – De elektriske signalene fra mine speilnevroner blir sendt inn i kraftige nervefibrer som går helt ned til dypet av min hjerne, til det såkalte limbiske systemet som steller med følelser. Det neste som skjer, er at det limbiske systemet analyserer ansiktsuttrykket og gjenkjenner hvilken følelse som ville skapt det. Deretter stiger denne følelsen opp til min bevissthet, og jeg opplever en gjenspeiling av den følelsen som skapte ditt ansiktsuttrykk! forteller Brean.

Speilnevroner gir empati
Denne prosessen forutsetter at både sender og mottaker er noenlunde sosialt kompetente individer med det vi i dagligtalen kaller ”sosiale antenner” eller empati. Men ikke alle mennesker er like flinke til å bruke speilnevronene, og hos noen har kanskje den motoriske hjernebarken en skade som gjør at nevronene fungerer dårlig. Det er lansert en teori som sier at dårlig utviklede speilnevron-systemer ligger til grunn for blant annet Aspergers syndrom, en form for autisme hvor de rammede har problemer med å fungere sosialt. Asperger-pasientene kan være like intelligente og verbale som andre mennesker, men de mangler tilsynelatende den automatiske sosiale kompetansen som folk flest bruker til å manøvrere med. Derfor må mange av dem hele tiden tenke bevisst over hvordan de skal oppføre seg i sosiale sammenhenger, og dette blir de veldig slitne av, antyder Brean.

Forklarer ukeblad-mytene

– Kan det tenkes at det også finnes mennesker med uvanlig godt utviklede speilnevronsystemer?

– Ja, mennesker har ulike evner og talenter. La oss for eksempel si at jeg har et uvanlig velutviklet visuelt speilnevronsystem. Det kan bety at jeg er kjempegod til å gjenkjenne kroppsspråk, følelser, stemninger og bevegelsesmønstre hos andre mennesker. Da kan jeg for eksempel ”se” hvor et menneske har vondt bare ved å se på vedkommende. En sånn evne vil være gull verdt for terapeuter, enten de kaller seg leger eller alternative helbredere, svarer Brean.
– Evnen vil for eksempel kunne danne grunnlaget for historier av typen ”Ingen hadde skjønt hva som feilte meg, men denne behandleren så hva som var i veien til og med før jeg hadde åpnet munnen”. I ukebladene kan dette bli fremstilt som en magisk diagnostisering, mens det i virkeligheten handler om speilnevroner. Hvis en skolemedisiner eller en alternativ behandler driver med dette i årevis, så blir vedkommende kanskje flinkere og flinkere for hvert år som går, tilføyer han.

– På den annen side: Det kan tenkes at vi nå er i ferd med å trekke speilnevronenes rolle for langt! Det har man en tendens til å gjøre med nesten alle nye og store vitenskapelige oppdagelser. Kanskje vi er for optimistiske når det gjelder troen på hva speilnevronene kan forklare. Vi kan ikke vite sikkert i dag hva vi sitter igjen med av harde fakta om ti-tjue år når det gjelder speilnevroner, presiserer Brean.

Speilnevroner i kunsten
Det fremgår av det ovenstående at speilnevronsystemene driver med en avansert form for bildeanalyse, i den forstand at de sammenlikner ansiktsuttrykk eller ”avbildninger” av følelser, med bilder av reelle følelser som er arkivert i hjernens limbiske system. Den innsikten har bildekunstnere brukt aktivt i hundrevis av år, forteller Brean.

– Hvis du ser på de gamle renessansemesterne: Hva var det egentlig de malte? Jo, de malte mennesker i glede, mennesker i sorg, mennesker med håp, og så videre. De malte mennesker i positurer og med ansiktsuttrykk som aktiverer tilskuernes speilnevroner, på en slik måte at tilskueren fylles av den samme følelsen som maleriet forsøker å skildre. Dette er sannsynligvis mye av bakgrunnen for den opplevelsen vi får av å se figurativ kunst som avbilder menneskelige følelser. Man kan la seg imponere av at bildekunstnere for 400 år siden gjorde bruk av et fenomen som ble oppdaget så sent som i 1990, konkluderer Are Brean.

En versjon av denne artikkelen ble publisert i A-magasinet 6. august 2010.
Speilnevroner for 400 år siden: Renessansemaleren Nicolas Poussins ”Lamentation sur le corps de Christ” viser fire mennesker og to engler med ulike motoriske uttrykk for sorg, og en tilskuer kan fylles med sorg av å se bildet.