撰文 戴维·多布斯(David Dobbs)

镜像神经元使婴儿和学步儿童通过模仿，学习面部表情和身体动作

　　在我的第二个孩子出生前，我听说如果你在新生儿面前伸出舌头，他也会跟着伸出舌头。于是在小尼古拉斯(Nicholas)生下来的头几个小时，我的妻子因剖腹产分娩仍住在复原室里时，我尝试了这件事。我用双手将这个黏乎乎的、机敏的小家伙抱在我的面前，在他面前伸出了舌头。他立即给予了回应，张开他的嘴，细微而明确地移动着舌头。那两天我都没有睡觉。我的眼泪都笑出来了。

　　那时我并不了解这是怎么回事，但我的二儿子尼克(Nick，尼古拉斯的昵称)当时炫耀的，正是一些人认为是人类进步最伟大的驱动器和当代神经科学最重要的发现：镜像神经元。这些神经元散布于我们大脑的一些关键脑区——运动前皮质和负责语言、移情和疼痛的中央脑区，它们不仅在我们执行某种动作时被触发，而且在我们观看别人执行那个动作时，也会被触发。

　　过去，人们一直在研究这些神经元在运动中的作用和其他功能。然而现在，研究人员正在认真检查它们，以确定是否存在一种看似额外的功能——它们对观察到的东西是如何作出反应的。10多年前，人们就发现了这个机理，它指出我们观察到别人做的每一件事后，心里都会跟着模仿。这个发现意味着，我们在心里排练或模仿看到的每一个动作，无论是一个筋斗还是一个难以捉摸的微笑；它还解释了我们如何学会微笑、说话、走路、跳舞或打网球等许多问题。在更深层次上，它提出了一种生物学动因，使我们了解他人，了解被称为文化的复杂思想交流，了解从缺乏同情到自闭症的心理社会机能障碍。弄清楚镜像神经元可以帮助我们了解，为什么打哈欠具有感染性。在看到劳伦斯·奥利维尔(Lawrence Olivier，1907-1989，英国演员、导演，以扮演莎士比亚戏剧人物著称，拍摄、导演并主演影片《亨利五世》和《哈姆雷特》等，两次获奥斯卡奖)跪下时，为什么我们会对哈姆雷特为奥菲莉亚流露出的悲伤感同身受……所有这样的事情，我们都能从镜像神经元那里找到原因。

　　对某些人来说，这种解释性能力使镜像神经元成为近代最重大的神经科学发现。美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的镜像神经元研究人员马科·亚科博奈(Marco Iacoboni)说：“这个发现完全改变了我们思考大脑如何工作的方式。”美国加利福尼亚大学圣迭戈分校认知神经科学家维拉扬纳尔·S·拉马钱德拉(Viayanur S.Ramachandran)甚至大胆地断言：“镜像神经元之于心理学，犹如DNA之于生物学：它们将提供一种统一的架构，并有助于解释许多心智能力，这些能力至今仍非常不可思议，而且也难以给出实验检验。”在拉马钱德拉看来，镜像神经元不仅可以弄清楚我们怎样学习和了解其他人，而且可以弄清楚人类在5万年前“向前迈出的一大步”，即在社会组织中，如何学会一些新技能以及工具和语言的运用，而语言则是人类文化形成的主要因素。

我们在心里模仿亲眼见到的每个动作，促使我们与其他人一起跳舞、悲伤和打哈欠。

　　葡萄干事件

　　然而，以宏观思辩的方式来看待镜像神经元奇观，似乎完全没有必要。因为它们的基本原理，已足以令人惊讶。

　　镜像神经元是神经科学家偶然发现的。意大利帕尔马大学的贾科莫·里佐拉蒂(Giacomo Rizzolatti)、维托里奥·加勒(Vttorio Gallese)和利奥纳多·福加塞(Leonardo Fogassi)将一些电极接通到猴子运动前皮质中的单个神经元，研究猴子抓取不同物件时的神经活动。在福加塞进入那只猕猴所在的房间，并且无意中伸手去捡一颗葡萄干时，令人激动的发现时刻终于到来了。这只猴子注视着他，它的运动前神经元被触发了，就像先前它自己捡起那颗葡萄干一样。实验室的人几乎无法相信他们亲眼目睹的一切。但是，在多次重复这个实验和类似实验后，他们认识到自己已经有了某种发现，并且在1996年的一系列论文中，将这些神经元命名为“镜像神经元”。

　　帕尔马大学的这个研究小组曾经常与美国南加州大学的亚科博奈、迈克尔·A·阿比布(Michael A.Arbib)和荷兰格罗林根大学的克里斯琴·凯塞斯(Christian Keysers)一起进行研究工作，从那时起，这个小组就一直在对那些发现作进一步的深入研究。例如，这些研究人员已经了解到，镜像神经元不只是在动物观察别人执行某种动作时才会被触发。当猴子听到某人在做某件它经历过的事——比方说，撕一张纸——发出的声音时，镜像神经元也会被触发。而且，当这些科学家开始研究人类(使用大脑成像技术而非电极)时，他们发现，较之猴子中的镜像神经元，人脑在更多部位具有更多的镜像神经元类别。镜像神经元出现在运动前皮质和下顶叶区——与运动和知觉有关——以及后顶叶区、上颞叶沟和脑岛，这些脑区对应着我们领会别人的感情、理解他人的意图和使用语言的能力。

　　从动作到理解

　　与猴子不同，人类还使用镜像神经元，来直接模仿动作和理解它们的涵义。看起来，似乎我们使用镜像神经元来学习每一个动作——从我们的第一次微笑和走路，到我们最文雅的举止和最优美的舞姿。我们还使用它们来体会这些动作，感受微笑背后隐含的意义——从某种意义上说，这些动作都是在一种运动前神经水平上进行的——或观看皮特·桑普拉斯(Pete Sampras)的反手击球时，欣赏他击中网球时的兴奋和激动。

　　20世纪90年代末，在对镜像神经元的第一轮研究中，这些功能便逐渐显现出来了。从那时起，成像研究一直表明人类的镜像神经元涉及许多脑区和功能。1998年，里佐拉蒂和阿比布发现，特别富含镜像神经元的脑区是著名的白洛嘉区(运动语言区)——这是保罗·白洛嘉在19世纪50年代发现的——对于语言加工处理极为重要。从此，镜像神经元理论开始与现有的语言理论融为一体。现有的语言理论认为，动作行为具有类似于口头语言或手势语言的语法。对镜像神经元来说，“手抓球”无论是一个动作还是以手势语言或口语来表达，都是一回事。因此，语言形成于我们的镜像神经元产生的语法理解。这种观点在2005年得到证实：包括加勒塞和里佐拉蒂在内的一个国际研究小组发现，人们倾听描述剧情的台词时触发的镜像神经元，与演绎这些剧情的对象本身，或目睹这个对象的表演触发的镜像神经元完全相同。很明显，这些细胞对一种过程的抽象表征起反应，这个过程看起来似乎是完全直观并发自内心的。

　　另一个重要观点与我们对他人的意图和情绪的理解有关。许多研究已经证明了移情的动因，这两种观点都特别精准。

　　2005年，亚科博奈描述的一种观点证明，我们的镜像神经元以一些精心的组合方式工作。对应某个最基本的动作，例如伸手，我们具有一套镜像神经元的基本组合与之对应。根据这个动作的感知意图，有选择性地被触发的其他一些镜像神经元组合，会对其加以补充。亚科博奈拥有一批自愿受试者，他让这些自愿受试者观看一部电影，电影中的人在不同场合下，在规定的喝茶时间伸手去拿各种各样的物件——一把茶壶、一个大杯、一罐奶油、一盘糕点、一些餐巾。在每一种场合，都有一种“伸手”的镜像神经元基本组合被触发。但是，不同的辅助镜像神经元，也会根据这种感觉中各种细节提供的预计动作而被触发。如果观察者看到一张干净的桌子并估计会伸手去拿一个茶杯来喝茶，一组镜像神经元就会被触发；如果这个观察者看到一张肮脏的桌子，并估计会伸出手去拿一个茶杯并将它擦干净，另一组镜像神经元就会被触发。因此，镜像神经元看起来似乎在感知别人意图中起着一种关键性的作用——它在理解其他人方面，以及建立社会关系和感受同情方面迈出了第一步。

　　与此同时，一些实验也证明，镜像神经元有助于我们分享他人的表现反映出的经验，这为移情和众所周知的打哈欠、笑和一些好的或不好的心境感染性提供了生物学基础。其中一个最有说服力(名称肯定最令人难忘)的观察项目，出现在2003年的一篇论文里，即法国马赛地中海大学布鲁诺·威克(Bruno Wicker)发表的《我的脑岛所厌恶的我们两个：看到厌恶和感到厌恶的共同神经基础》。通过使用功能性核磁共振成像(MRI)，威克的研究小组发现，厌恶感和看到某人脸上一副反感的样子，都会使脑岛中同一组镜像神经元被触发，它皮质的一部分会被激活，以综合趋同信息。

　　当镜像变得模糊时

　　假设镜像神经元对理解是如此重要，那么，它们当中的失误可能会引发一些严重的问题就不难理解了。事实上，看起来，似乎一些缺陷有助于解释从过度拘谨到自闭症的各种难题。自闭症患者可能缺乏镜像神经元，这引起了人们特别的兴趣。自闭症的病因，乃至这种不可思议的症状特性，已经困扰研究人员数十年之久，使患者及其家庭和医护人员对这种行为的成因知之甚少，更别说对他们进行治疗了。但是，最新的研究指出，一种无活性的镜像神经元系统可以解释一些语言、学习和移情上的深层次问题，这些问题在研究自闭症患者为何自我孤立方面有很大的作用。

　　这些发现表明，基本和复杂的镜像神经元活动存在一些缺陷。例如，哈佛医学院的一项研究发现，正常儿童看到他人无目的的手指运动时被触发的镜像神经元，很少在自闭症儿童的身上被触发。这种响应缺失可能反映了镜像神经元最基本的功能，即认识他人动作的一种缺陷。在另一项研究中，研究人员将一些具有独特面部表情的人像，给患自闭症和没患自闭症的青少年看。两组受试对象能模仿这些表情，并说出它们所表达的感情。但是，这些非自闭症患者的镜像神经元表现出健全的活性，而自闭症患者的镜像神经元却没有。他们在认知上能理解这些表情，但却无法感知情感。

　　人们还不知道如何利用这些发现去研发一些治疗方法。可是，如果这些发现仍然有效，辨认这种明显的缺陷可能是弄清楚自闭症神经性根源的一个重要进展。

　　深刻与模糊的反映

　　镜像神经元在理解他人方面的作用，正是对它们更深层次要求的核心所在。一些如拉马钱德拉之类的人认为，镜像神经元在建立精巧复杂技能、社会网络和被我们称为文化的知识基础结构——从使用工具到着于迷莎士比亚的作品，从合作狩猎到当代城市黑人青年文化——方面关系重大。考古学记录指出，这个“向前迈出的一大步”——人类文化的开端——始于约5万年前。但人的大脑从那时起并未经历发育冲刺；实际上，在长达约20万年间，它们的大小变化不大。那么，什么东西发生变化了呢？拉马钱德拉和其他人推测，这种变化是一种遗传适应，这种遗传适应赋予了一些关键神经元目前具有的镜像反映能力，为理解、沟通和学习方面加速进步铺平了道路。信息第一次能够被传播、建立和修改，来产生人类文化中的智力和社会动力。

　　当然，镜像神经元并不总是给我们带来好的作用。例如，它们可能与暴力电视游戏的影响扯上关系。由亚科博奈进行的初始研究指出，在一种基础神经水平上，这类游戏使愉悦感和成就感与施加伤害的融合进一步增强——这是社会不会鼓励的一种推动力。亚科博奈推测，如果这种融合得以进一步增强，那么镜像神经元模仿暴力行为的强度，可能比我们预料的更难控制。亚科博奈说，镜像神经元的这种力量“表明模仿暴力行为可能并不总是一种有意识的中介过程”——也就是说，它们并不能如此轻而易举地受到我们的控制。

　　在过去5年里，对镜像神经元的研究已大大加快了步伐，看起来似乎还会进一步加快研究速度。里佐拉蒂、福加塞和加勒塞1996年的重要发现，是否与詹姆斯·D·沃森(James A.Watson)和弗朗西斯·克里克(Francis Crick)1953年发现DNA一样重大，还将有待证明。可是，镜像神经元已经在智力上和实验上构成了神经科学中最丰富的领域。如果它们巨大的解释性力量能得到更完善研究成果的支持，那么，它们的确会被视作为神经科学的DNA。与此同时，镜像神经元还解释了一些令人感兴趣的奇观。我的儿子尼古拉斯现在已经4岁了，他已经可以主动地对着我伸舌头。我不知道他是在那里学会做这个动作，但至少我知道他为什么伸舌头。(译/施吉力 校/孙婷)

　　相关链接：《环球科学》杂志博客

(责任编辑：刘盼)