Височно -теменной узел ( ВТЯ ) — это область мозга , где встречаются височная и теменная доли, в заднем конце боковой борозды (сильвиевой щели). ВТЯ объединяет информацию от таламуса и лимбической системы , а также от зрительной, слуховой и соматосенсорной систем . ВТЯ также объединяет информацию как из внешней среды, так и изнутри тела. ВТЯ отвечает за сбор всей этой информации и ее последующую обработку. [1]
Известно также, что эта область играет решающую роль в процессах различения себя и других и теории разума (ToM). [2] Кроме того, повреждение TPJ было связано с неблагоприятным воздействием на способность человека принимать моральные решения и, как известно, вызывает внетелесные переживания (OBE). [3] Электромагнитная стимуляция TPJ также может вызывать эти эффекты. [4] [5] Помимо этих разнообразных ролей, которые играет TPJ, он также известен своей причастностью к различным распространенным расстройствам, включая тревожные расстройства, амнезию , болезнь Альцгеймера , расстройства аутистического спектра и шизофрению .
Мозг состоит из четырех основных долей: височной , теменной , лобной и затылочной . Височно-теменное соединение находится в области между височной и теменной долями, около боковой борозды (сильвиевой борозды). В частности, оно состоит из нижней теменной дольки и каудальных частей верхней височной борозды . [1] Височно-теменное соединение состоит из двух половин, каждая из которых находится в соответствующем полушарии мозга. Каждая половина височно-теменного соединения относится к различным аспектам когнитивной функции. Однако часто отдельные половины височно-теменного соединения работают согласованно. височно-теменное соединение в основном участвует в обработке и восприятии информации.
Правое височно-теменное соединение (rTPJ) участвует в обработке информации с точки зрения способности человека направлять внимание на новые стимулы. [6] Данные исследований нейровизуализации, а также исследований поражений показали, что rTPJ играет ключевую роль в анализе сигналов от самопроизвольных действий, а также сигналов из внешней среды. [7] Например, человек с поражениями в rTPJ, скорее всего, будет демонстрировать чувство полуигнорирования , при котором он больше не сможет обращать внимание на то, что он наблюдает слева. Таким образом, если у кого-то будет поражение в rTPJ, то со временем осознание левых конечностей может исчезнуть без лечения . Визуальные сигналы предоставляют сенсорную информацию, необходимую мозгу для обработки пространственного распознавания мира. Когда зрение ограничено, знание о существовании начинает исчезать, поскольку с точки зрения мозга объект не существует. Кроме того, rTPJ играет роль в том, как люди наблюдают и обрабатывают информацию, тем самым влияя на социальное взаимодействие. Эмпатия и симпатия требуют от человека одновременного различения различных возможных точек зрения на одну и ту же ситуацию. Исследования с использованием визуализации показывают, что эта способность зависит от скоординированного взаимодействия rTPJ для определения и обработки социальных сигналов, представленных ему. [8] Этот быстрый процесс позволяет человеку быстро реагировать на ситуации.
Левый височно-теменной узел (lTPJ) содержит как область Вернике , так и угловую извилину , обе важные анатомические структуры мозга, которые участвуют в языковом познании, обработке и понимании как письменной, так и устной речи. Стивен Пинкер обсуждает эту область мозга, предполагая, что она лежит в основе амодального «языка мыслей» или менталеза . В этом отчете lTPJ принимает наблюдения из внешней среды, такие как разговоры, создает связи в мозге относительно воспоминаний или инцидентов, а затем преобразует эти мысли и связи в письменную и устную речь. Полный отчет Пинкера об этом объясняется в книге «Языковой инстинкт: как разум создает язык» . lTPJ также играет важную роль в обосновании убеждений, намерений и желаний других людей. [9] Активация lTPJ наблюдалась у пациентов, обрабатывающих такие ментальные состояния, как убеждения, когда фМРТ применялась к пациентам, когда их просили делать выводы относительно ментальных состояний других, таких как ложь. Это исследование было дополнительно дополнено исследованием, которое выявило, что повреждения левого TPJ могут нарушать когнитивные процессы, конкретно вовлеченные в вывод чужого убеждения, намерения или желания. Люди с повреждениями lTPJ больше не могли правильно определять, когда кто-то лжет или внушает ложное чувство убеждения или желания. [10] lTPJ также участвует в обработке ассоциаций и запоминании имен людей и объектов. [11]
Дофаминергическая - серотонинергическая система опосредует нашу способность различать и понимать убеждения других, а также предсказывать их поведение в свете этого понимания. При некоторых расстройствах, связанных с дофаминергической-серотонинергической системой, этот процесс ментализации нарушается, и часть или весь процесс ухудшается; это включает амнезию , болезнь Альцгеймера и шизофрению . [1]
Амнезия — это дефицит памяти, вызванный повреждением мозга, болезнью или физиологической травмой. Амнезию лучше всего понять через Генри Молисона , или пациента HM, который страдал от тяжелой эпилепсии и в конечном итоге перенес височную лобэктомию . После операции его эпилепсия улучшилась, но затем у него возникла антероградная амнезия, при которой формирование долговременной памяти подавляется. Кратковременная память оставалась нормальной, за исключением того, что он никогда не мог вспомнить ничего, что произошло после операции в течение очень долгого времени. Основываясь на общеизвестных ролях TPJ, известно, что TPJ участвует в системе обработки памяти организма. Исследования также показали, что некоторые типы эпилептической амнезии могут быть отнесены к TPJ. Исследования фМРТ показали, что у пациентов с эпилептической амнезией наблюдалась более низкая активация rTPJ. [12] Кроме того, было замечено, что у этих пациентов были затронуты автобиографические воспоминания. Таким образом, rTPJ вместе с правым мозжечком были идентифицированы как основные компоненты автобиографической памяти.
Что касается лечения, большинство форм амнезии излечиваются сами собой без фактического прохождения лечения. [13] Однако такие варианты, как когнитивная терапия или трудотерапия, доказали свою эффективность. Терапия будет сосредоточена на различных методах улучшения памяти пациента, и при повторении с течением времени память пациента в целом улучшится и в конечном итоге приблизится к норме. [14]
Болезнь Альцгеймера является наиболее распространенной формой слабоумия и также является шестой по значимости причиной смерти в Соединенных Штатах. [15] Это заболевание не имеет известного лечения и является болезнью, которая ухудшается по мере прогрессирования и в конечном итоге приводит к смерти. Сниженный метаболизм в TPJ, наряду с верхней лобной бороздой , коррелирует с неспособностью пациентов с болезнью Альцгеймера воспринимать себя такими, какими их воспринимают другие (с точки зрения третьего лица); несоответствие между пониманием пациентом собственного когнитивного нарушения и фактической степенью его когнитивного нарушения увеличивается по мере снижения метаболизма в TPJ. [16] Кроме того, TPJ содержит праксикон, словарь представлений различных человеческих действий, который необходим для различения действий себя и других людей. Поскольку пациенты с деменцией (включая болезнь Альцгеймера) с анозогнозией не способны различать нормальные действия других людей и свои собственные сниженные способности, ожидается, что повреждение TPJ останавливает эту когнитивную функцию. [16]
Может существовать связь между височно-теменным соединением и тем, как люди с расстройством аутистического спектра могут отличаться от нейротипиков в распознавании социально неловких ситуаций. Исследование, опубликованное в 2015 году, было проведено в ходе эксперимента, в котором участники, высокофункциональные взрослые с расстройством аутистического спектра (РАС) и нейротипики (NT) из контрольной группы, должны были смотреть социально неловкие ситуации (полный эпизод ситкома «Офис ») под фМРТ, которая измеряла их мозговую активность. Несколько областей мозга, вовлеченных в социальные перцептивные и когнитивные процессы, представляли интерес: «дорсальная, средняя и вентральная части медиальной префронтальной коры (DMPFC, MMPFC и VMPFC), правый и левый височно-теменные соединения (RTPJ и LTPJ), правая верхняя височная борозда (RSTS) и височный полюс, а также задняя медиальная кора [ задняя поясная извилина , предклинье (PC)]». [17] В целом активность участников в нескольких из этих областей мозга отслеживала социально неловкие моменты эпизода в схожей степени — результаты свидетельствовали об отсутствии групповых различий, за исключением одной области : их активность вблизи RTPJ, охватывающая задний конец RSTS, показала заметные количественные различия между группами с РАС и NT (при этом группа с РАС показала более низкую активность). [18]
Исследование, опубликованное в 2016 году по структурным или физиологическим различиям, связанным с ASC, обнаруженным с помощью нейровизуализации, отметило, что результаты часто противоречивы в литературе, что может быть вызвано различными источниками дисперсии. (Повторный) анализ с использованием разработанной ими методики для уменьшения одного общего внешнего источника дисперсии показал групповые различия в TPJ. Однако, хотя результаты были статистически значимыми , они не продемонстрировали дискриминационную силу, достаточную для классификации диагностических групп, вместо этого дав результаты точности, близкие к случайным. Они пришли к выводу, что ASD является крайне неоднородной синдромной/диагностической категорией, чьи отличия от контрольных групп NT трудно охарактеризовать глобально с помощью нейровизуализации. [19]
Сниженная способность пациентов с шизофренией функционировать в социальных ситуациях была связана с дефицитом в процессе теории разума . [20] Было проведено относительно немного исследований, в которых изучалась роль теории разума у пациентов с шизофренией; результаты этих исследований, касающиеся активации TPJ, различаются. Некоторые исследования обнаружили сниженную активацию TPJ у пациентов с шизофренией, которых просили сделать выводы о социальных намерениях других людей на основе мультфильмов; другие исследования, однако, проводили аналогичные оценки пациентов с шизофренией и обнаружили, что TPJ фактически стал гиперактивным по сравнению с контрольными лицами без шизофрении в TPJ. [21] Это указывает на то, что у этих пациентов наблюдается аномальная активация TPJ при выполнении задач, которые включают понимание социальных намерений других, но направленность этой аномальной активности не ясна или, возможно, не универсальна для всех пациентов с шизофренией. Было обнаружено, что изменения в активации в TPJ были латерализованы; Они обнаружили, что сниженная активность наблюдалась только в правом височно-нижнечелюстном суставе, и предположили, что, основываясь на предыдущих исследованиях различных ролей правого и левого височно-нижнечелюстного сустава, выводы указывают на то, что у этих пациентов наблюдается более общий дефицит в общем процессе ментализации, но их способность понимать основные социальные намерения других людей посредством наблюдения за взаимодействием не нарушена. [20]
Исследование показало, что существует связь между слуховыми галлюцинациями при шизофрении и TPJ; TPJ был определен как критический узел в системе слухоречевых галлюцинаций. [22] Это исследование показало, что наблюдается значительное снижение связности между левым TPJ и правополушарным гомотопом зоны Брока, что связано с производством языка, что также характерно для событий AVH. [22] Этот аспект нарушения, наблюдаемый у пациентов с шизофренией, также может быть связан с участием TPJ в создании внетелесных переживаний.
Недавнее исследование показало снижение активности в височно-нижнечелюстном суставе у подростков по сравнению со взрослыми во время выполнения задания на угасание, что указывает на роль височно-нижнечелюстного сустава в тревожных расстройствах. [23]
Вазопрессин — это нейропептид, который участвует в регуляции социального поведения, включая социальную память и распознавание. [24] В одном исследовании изучалась связь между вазопрессином и корковыми областями, которые участвуют в обработке социальных взаимодействий, включая TPJ. В этом исследовании особое внимание уделялось областям мозга, которые были активны у мужчин, которым давали вазопрессин и которые проходили тестирование на основе задач, связанных со знакомством. [24] Они обнаружили, что введение вазопрессина вызвало локализованное специфическое изменение в активности, связанной с социальным распознаванием, в левом TPJ/поле Бродмана 39; присутствие вазопрессина снижает повышенную активность в левом TPJ, которая присутствует при воздействии незнакомого социального стимула, что указывает на то, что присутствие вазопрессина заставляет людей более легко ассоциировать незнакомое лицо со знакомой категорией. Признавая, что это первое исследование, изучающее эту связь, авторы предполагают, что оно может привести к дальнейшим исследованиям регуляции TPJ с помощью вазопрессина или аналогичного соединения, что может позволить фармакологам воздействовать на эту область мозга и помогать при определенных расстройствах, включая аутизм, социальное тревожное расстройство. [24] Возможно, такой подход можно было бы также использовать для лечения определенных симптомов шизофрении или других расстройств с известными социальными когнитивными нарушениями.
Текущие исследования, касающиеся TPJ, обширны и охватывают широкий спектр вопросов физиологии и психического состояния. Широкий спектр когнитивных процессов зависит от TPJ, и поэтому получение информации о нем имеет решающее значение. Исследования проводятся путем изучения роли, которую TPJ играет как с повреждениями, так и без них при стимуляции, а также с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии на основе задач. [25] Исследования касаются различных вопросов, таких как теория разума , внетелесный опыт , суждения о временном порядке, мораль и т. д. Это растущая область из-за распространенности заболеваний, связанных с TPJ, а также из-за важности восприятия в повседневной жизни.
Теория разума требует сотрудничества функционально связанных областей мозга для формирования различия между собственным и другими психическими состояниями и для создания всестороннего понимания этих психических состояний, чтобы мы могли распознавать, понимать и предсказывать поведение. [1] В целом процесс теории разума опосредован дофаминергической-серотонинергической системой, которая включает в себя TPJ, а также другие ассоциативные области, необходимые для ментализации. [1] Недавние исследования показывают, что как левый TPJ, работающий совместно с лобной корой, так и правый TPJ участвуют в представлении психических состояний; кроме того, они показывают, что TPJ особенно активен в проведении различия между психическими состояниями себя и других. Исследование в Nature Neuroscience от 2004 года описывает, как TPJ участвует в обработке социально значимых сигналов, включая направление взгляда и целенаправленные действия, а также объясняет, что результаты исследования показывают, что поражения этой области мозга приводят к нарушению способности обнаруживать убеждения другого человека. [10] Более того, исследования сообщили об увеличении активности в TPJ, когда пациенты усваивают информацию посредством чтения или изображений относительно убеждений других людей, но не во время наблюдения за информацией о физических контрольных стимулах. [2] Некоторые исследования, однако, показали, что TPJ, наряду с поясной извилиной, более конкретно участвует в приписывании убеждений, но процесс ментализации в более общем плане больше связан с медиальной префронтальной корой. [21] Другое исследование в Current Biology от 2012 года определяет важность TPJ как в низкоуровневых, таких как простая дискриминация, так и в высокоуровневых, таких как способность к эмпатии, социокогнитивных операциях. [26] В июле 2011 года обзор Neuropsychologia представил модель сети ментализации, которая установила, что психические состояния впервые обнаруживаются в TPJ. [1] TPJ состоит из двух отдельных анатомических областей, нижней теменной дольки (IPL) и каудальных частей верхней височной борозды (pSTS), и обе они активны в процессе различения психических состояний разных людей; таким образом, вероятно, что это обнаружение является результатом объединения и координации этих двух частей. [1] Кроме того, правый TPJ участвует в вентральном потоке внимания и способствует способности фокусировать внимание на определенном стимуле или цели. Также было замечено, что взаимодействие и связь между дорсальным и вентральным потоками вовлекают TPJ. [1]
TPJ также является важнейшей структурой для самообработки. [27] Несколько исследований нейровизуализации показали активацию TPJ во время различных аспектов самообработки, таких как визуально-пространственная перспектива, различение себя и других , ментальные образы собственного тела, а также вестибулярная и мультисенсорная интеграция. [28] Повреждение TPJ было связано с внетелесными переживаниями (ВТО), чувством, что человек находится вне своего физического тела. [29]
ВТО определяется наличием трех характеристик: бестелесность, впечатление видения мира с отдаленной и возвышенной визуально-пространственной точки зрения и впечатление видения собственного тела с этой возвышенной точки зрения. [30] ВТО в основном случается с людьми, страдающими эпилепсией или мигренью, но примерно 10% здорового населения также испытывают ВТО один или два раза в жизни. [31] Обычно они происходят спонтанно и длятся недолго, что затрудняет изучение ВТО. Вот пример пациента, описывающего то, что он или она испытали во время ВТО:
«Я лежал в постели и собирался заснуть, когда у меня возникло отчетливое ощущение, что «я» нахожусь на уровне потолка и смотрю вниз на свое тело в постели. Я был очень поражен и напуган; сразу [после этого] я почувствовал, что я снова сознательно оказался в постели». [3]
Предполагается, что ВТП вызваны мультисенсорной дезинтеграцией в ВТП, нарушающей различные аспекты самообработки, такие как иллюзорное удвоение, иллюзорное саморасположение и иллюзорная перспектива. [3] Мозг интегрирует различные сенсорные входы, чтобы создать представление о своем теле и его местоположении в окружающей среде. Некоторое подавление противоречивых входов требуется для обеспечения согласованности, но в некоторых случаях эти противоречивые входы настолько сильны и исходят из более чем одного сенсорного источника, что это приводит к двум различным представлениям собственного тела. [31] Эта мультисенсорная дезинтеграция в ВТП приводит к ВТП. Электромагнитная стимуляция правого ВТП пациента с эпилепсией вызвала ВТП. [32] Автор также утверждает, что эти переживания тесно связаны с шизофренией и фантомной конечностью .
Временной порядок — это расположение событий во времени. Оценивая это, можно понять, как мы обрабатываем вещи. Суждения о временном порядке требуют от человека определения относительного времени между двумя пространственно разделенными событиями. Одно исследование показало, что испытуемым приходилось определять порядок появления двух объектов, а также какой объект лучше соответствовал определенному свойству. Из этого исследования было извлечено, что при определении порядка или внешнего вида исследования фМРТ показали, что происходит двусторонняя активация TPJ. Между тем, когда дело доходит до характеристики объекта на основе свойства, было замечено, что происходит только активация lTPJ. Таким образом, очевидно, что TPJ участвует в пути «когда» мозга. [33]
Частью оценки того, насколько добродетельным был поступок, является ли кто-то этичным человеком или что он должен делать, мораль обычно (среди прочих соображений) различается по намерению актора. Это относится как к самооценке, так и к оценке других.
Связи, установленные в TPJ, помогают человеку понимать свои эмоции: TPJ позволяет ассоциировать эмоции с событиями или людьми, помогая в любом связанном процессе принятия решений. Исследования также показывают связь между теорией разума и моральным суждением, что еще больше вовлекает rTPJ в познание морали. [34] [35]
Однако ошибки в этой эмоциональной обработке могут возникать, когда у пациентов есть повреждения в TPJ или когда мозг подвергается электрической стимуляции. Транскраниальная магнитная стимуляция (TMS) rTPJ, по-видимому, влияет на способность человека, когда он принимает моральные решения, учитывать психическое состояние актеров. [36] Общая способность пациентов судить о моральных сценариях не была явно нарушена, но она, по-видимому, конкретно повлияла на то, насколько они интегрировали убеждения главного героя в суждение — влияя только на суждение о сценарии, в котором главный герой явно намеревается и поэтому намеренно действует, чтобы причинить значительный вред, но полностью терпит неудачу исключительно из-за неправильного убеждения (об используемом инструменте/оружии). TMS может использоваться для нарушения нейронной активности в rTPJ непосредственно перед тем, как пациент должен был принять моральное решение или во время этого процесса принятия решения — составляя две разные среды тестирования, но экспериментальные результаты не были затронуты.
