事实如此浪漫

镜子神经元是必不可少的,但不是在你的想法

“脑虹”:神经元带有荧光标记,在这个例子中,来自老鼠。 来自维基百科的史蒂芬·j·史密斯

在他2011年的书中,泄密的大脑在美国,神经科学家V. S.拉马钱德兰(V. S. Ramachandran)说,你大脑中的一些细胞是一种特殊类型的。他称它们为“构建文明的神经元”,但你可能知道它们是镜像神经元。从数百万年前早期灵长类动物共情能力的发展,到人类复杂文化的出现,几乎所有的事情都与它们有关。

拉马钱德兰说,镜像神经元有助于解释使我们如此独特的东西:工具的使用、用火做饭、使用复杂的语言交流。

这是一个天生诱人的想法:对一组特定的脑细胞做一个小小的调整,就可能把早期灵长类动物转变成某种更强大的东西。实验心理学家塞西莉亚·海斯说过在2010年写道pdf),“(镜像神经元)激起了专家和非专家的兴趣,被誉为理解社会行为的‘革命’和人类进化‘大跃进’背后的‘驱动力’。”

镜像神经元的故事始于20世纪90年代意大利帕尔马大学。一组神经科学家通过在恒河猴的大脑中植入小电极来研究它们,他们发现一些细胞表现出一种奇怪的行为。当猴子做出一个动作时,比如抓香蕉,以及当猴子看到实验者做同样的动作时,他们都开火了。

它立即令人兴奋的发现。这些神经元位于大脑的一部分中,思想仅负责从大脑从脑部发送电动机命令,通过脑干向脊柱发送,并向控制身体肌肉的神经。这一发现建议他们不仅仅用于执行行动,而是以某种方式参与了解其他人的行为。

在那之后,大量的研究将镜像神经元与同理心、自闭症、语言、工具使用、火等等的发展联系起来。心理学家和科学作家克里斯蒂安·贾勒特说过两次被称为将神经元镜像为“神经科学中最热门的概念”。他是正确的吗?经验证据在哪里结束,过热的猜测在哪里开始?

癫痫患者大脑中齿状回的神经元 MethoxyRoxy通过维基百科

关于镜像神经元最有力的主张是,它们对人类的独特性负责,因为它们把我们变成了一种独特的社会灵长目动物。“人们普遍认为,超社会性使人类变得‘特别’,这是理解为什么是我们,而不是其他任何物种的成员,用我们的语言、人工制品和制度主宰了世界的关键,”海斯在《科学》杂志中写道她在2010年评论.“因此,根据这种‘适应假说’,镜像神经元作为人类独特性的进化基础出现了……如果镜像神经元是一种适应,而且人类比猴子更‘先进’,那么它们很可能在解释人类社会认知的进化起源和在线控制方面发挥重要作用,”她写道。事实上,拉马钱德兰也提出了同样的观点。

但最近的研究对适应假设的怀疑。越来越多的证据表明,由于学习的影响,可以增强,废除脑细胞中所谓的“镜像效应”。例如,舞者和音乐家的镜子 - 神经元系统比其他人的性质不同,并且猴子中的那些工具敏感的镜子神经元仅作为工具的经验来实现。

尽管她恰当地构建了适应假说,但海斯实际上反对它。如果她是对的,那么我们天生就有一组视觉神经元,在观察一个动作时激活,另一组运动神经元在执行一个动作时激活。有时,这些神经元的活动变得相互关联——也许是因为这两件事在时间上发生得很密切,或者因为其中一件事经常先于另一件——结果,这些运动神经元就变成了镜像神经元。

这意味着镜像神经元本身并没有进化。进化的是产生镜像神经元的机制:联想学习,我们识别世界上统计模式的能力,将一个事件与另一个事件联系起来的能力,比如铃声伴随着美味的晚餐.联想学习存在于各种各样的物种中,这意味着它的存在不能成为“人类独特性的进化基础”。

如果镜像神经元是通过学习形成的,这就可以解释自最初发现以来,研究人员在大脑的不同部位发现了各种各样的镜像神经元.有些瞄准了一种特定的动作,只瞄准精确的抓握(用两根手指抓住一个物体)而不是全手抓握。另一些人可靠地对两种抓握行为开火,但对其他行为不开火。当人们用钳子之类的工具而不是用手抓住物体时,一些镜像神经元就会发出信号。另一些则需要生物之手才能激活。

一项研究发现,即使这个动作隐藏在遮挡物后面,镜像神经元仍然会被激活,这表明当猴子必须在脑海中想象这个动作,而其他猴子没有时,镜像神经元就会工作。一些研究发现,当从表演者的正面、侧面或背面看到某一动作时,一些镜像神经元会触发,而另一些则只在从特定角度看到某一动作时才触发。

镜像神经元系统可以在同理心等社会认知技能的发展中被“吸收”,就像视觉模式识别系统在阅读技能的发展中被吸收一样。

当表演者出现在屏幕上时,一些镜像神经元非常乐意发出信号,但另一些则需要一个活生生的表演者。根据一些报告,还有所谓的“听觉镜像神经元”,当猴子听到自己做一个动作时,以及当猴子听到别人做同样动作时,它们都会放电。

也许最有趣的是,一些镜像神经元似乎“关心”表演者行为的目标或奖励价值,而不是行为本身。例如,在一项实验中,猴子们看到一个行动者伸手去抓一个物体,然后要么吃掉它,要么把它放进一个容器里。一些镜像神经元在进食动作时激活,另一些只在放置动作时激活,还有一些在两种情况下都激活。

由于镜像神经元似乎与我们的大脑参与了如此多的活动,它们不太可能突然出现,并对我们的某个祖先做出重大改变。相反,它们似乎是神经元在我们学习过程中形成组织的广泛部分。

即使它们是经验的结果,即使它们是联想学习进化的副产品,而不是自我适应,镜像神经元仍然可以在复杂的社会现象中发挥重要作用。海耶斯将镜像神经元比作用于阅读的神经系统。她说:“与阅读有关的神经机制并不是为了那个‘目的’而进化的,但通过明确的训练,它们得以实现一个重要的功能。”海斯认为,镜像神经元系统可以在发展同理心等社会认知技能时被“吸收”,就像视觉模式识别系统在发展阅读技能时被吸收一样。但是镜像神经元并不“用于”社会认知,就像模式识别神经元并不“用于”阅读一样,而阅读只是人类存在的一小部分。

通过对镜像神经元的反思,我们或许很容易看到,上世纪90年代中期关于某些脑细胞的合理的、有证据支持的主张,是如何滚雪球般发展成媒体驱动的狂热,在大约20年后的今天,主导了对镜像神经元的讨论。这是一个令人信服的想法,一小群脑细胞可以参与我们认为是我们物种独有的一切。镜像神经元确实是令人惊奇和迷人的,本身就值得敬畏。但是,如何理解我们自己的物种这个难题,并不是像镜像神经元那样简单的答案就能解决的。也许是时候打破“镜像神经元”的炒作,让我们自己坚强地面对不可避免的7年坏运气了。


杰森·g·戈德曼(Jason G. Goldman)在洛杉矶的南加州大学(University of Southern California)获得了发展心理学博士学位,他的博客名为有思想的动物,主持科学美国人.他的博士研究集中在大脑的进化和结构,以及不同的早期经验可能如何影响先天知识系统。

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