人類有一群被稱為“鏡像神經元”的神經細胞，激勵我們的原始祖先逐步脫離猿類。它的功能正是反映他人的行為，使人們學會從簡單模仿到更複雜的模仿，由此逐漸發展了語言、音樂、藝術、使用工具等等。這是人類進步的最偉大之處之一。
基本介紹
- 中文名：鏡像神經元
- 外文名：Mirror Neuron
- 提出時間：1992年
- 套用學科：心理學，生物學
技術原理,主要功能,歷史沿革,研究背景,實驗結論,主要案例,
技術原理
科學家發現，人腦中有一種叫做鏡像神經元的細胞在起作用。鏡像神經元是近來認知神經科學研究的熱點。有些研究者甚至大膽地斷言：鏡像神經元之於心理學，猶如DNA之於生物學。
腦中的神經元網路，一般相信是儲存特定記憶的所在；而鏡像神經元組則儲存了特定行為模式的編碼。這種特性不單讓我們可以想都不用想，就能執行基本的動作，同時也讓我們在看到別人進行某種動作時，自身也能做出相同的動作。
傳統探究現象學的哲學家早就提出：對於某些事，人必須要親身體驗，才可能真正了解。對神經科學家而言，鏡像神經元系統的發現，為該想法提供了實質基礎，也明顯改變了我們對人類理解方式的認知。
從鏡像神經元發現伊始，世界各國不同學科、不同研究領域的科學家，包括神經生物學家、人類學家、心理學家、語言學家和教育學家，都不約而同地匯聚到這塊新出現的“科學富礦”，進行研究、探索和實驗，並提出了許多很有價值的理論假定。
主要功能
由於有鏡像神經元的存在，人類才能學習新知、與人交往，因為人類的認知能力、模仿能力都建立在鏡像神經元的功能之上。人腦中存在的鏡像神經元，具有視覺思維和直觀本質的特性，它對於理解人類思維能力的起源、理解人類文化的進化等重大問題有重要意義。
迅速理解他人意圖
鏡像神經元也許是模仿他人動作以及學習能力的基礎，從而使得鏡像機製成為人與人之間進行多層面交流與聯繫的橋樑。與大腦中儲存記憶的神經迴路相似，鏡像神經元似乎也為特定的行為“編寫模板”。有了鏡像神經元的這種特性，可以不假思索地做出基本動作，在看到這些動作時，也能迅速理解，而不需要複雜的推理過程。
在猴子、人類的大腦中，都存在鏡像神經元。不論是自己做出動作，還是看到別人做出同樣的動作，鏡像神經元都會被激活，也許這就是我們理解他人行為的基礎。如果破壞整個鏡像神經系統，就會造成巨大的影響：認知能力嚴重下降，以至於無法對刺激作出反應 。
體驗別人的情感
在通過鏡像神經元理解他人感情的過程中，觀察者直接體驗了這種感受，因為鏡像機制使觀察者產生了同樣的情緒狀態。當人經歷某種情緒，或者看到別人表現出這種情緒時，他們腦島中的鏡像神經元都會活躍起來。換句話說，觀察者與被觀察者經歷了同樣的神經生理反應，從而啟動了一種直接的體驗式理解方式。
這也能夠解釋為什麼人們看到其他人打哈欠時，自己也會被感染，而當別人大笑時，自己也會不由自主發出笑聲。還有一些研究人員認為，患有自閉症的人，很可能就是因為他們的鏡像神經元受到了損害。
語言建立的基礎
美國洛杉磯加州大學心理學家帕特麗夏·格林費爾德表示：“鏡像神經元為文化的進化和演變提供了強大的生物學基礎……如今我們知道，鏡像神經元能夠直接吸收文化。每一代人都是通過模仿、觀察，來教育下一代人的。”美國南加州大學神經學家麥可·阿爾比指出，人類的語言就是建立在鏡像神經元的基礎上的。阿爾比教授認為，複雜的手勢以及人類在說話時舌頭和嘴唇的運動，都是基於同樣的原理。
助於中風偏癱
鏡像神經元能使我們憑直覺捕捉到其他人的意圖，而且我們可以根據過往的經驗更好地理解這些意圖或行為。研究人員說，對鏡像神經元的研究開始於30年前，如今還處於初步階段。深入研究鏡像神經元可以揭示人類社互動動和模仿學習的奧秘，比如，嬰兒學習成人的表情就是因為有鏡像神經元，而幼兒自閉症可能與鏡像神經元功能失調有關，刺激鏡像神經元功能還將有助於中風偏癱病人恢復行動能力。
歷史沿革
鏡像神經元是20世紀末由義大利帕爾馬大學首先發現的，這個發現證明在猴腦存在一種特殊神經元，能夠像照鏡子一樣通過內部模仿而辨認出所觀察對象的動作行為的潛在意義，並且做出相應的情感反應。這個發現在一經公布，立即在全世界科學界引起巨大反響。科研人員把這樣一種具有特殊能力的神經元，稱作“大腦魔鏡”。
1996年
里佐拉蒂和同事們發現，恆河猴的前運動皮質F5區域的神經元不但在它做出動作時產生興奮，而且看到別的猴子或人做相似的動作時也會興奮。他們把這類神經元命名為鏡像神經元。
1998年
里佐拉蒂根據經顱磁刺激技術和正電子斷層掃描技術得到的證據提出，人類也具有鏡像神經元，而且有一部分存在於大腦皮層的布洛卡區（控制說話、動作和對語言的理解的區域）。他進一步提出，人類正是憑藉這個鏡像神經元系統來理解別人的動作意圖，同時與別人交流。
1999年
亞科博尼等人發現，鏡像神經元系統會在動作模仿和模仿性學習中起作用。他們利用功能性磁共振成像技術，觀察到了自願者在模仿動作時大腦皮層布洛卡區的活動。
2000年
西谷信行和哈里（女）的研究表明，布洛卡區是鏡像神經系統的協調中心。
2001年
威廉士等人提出，鏡像神經元系統損傷與自閉症有內在聯繫。
2002年
西谷信行和哈里報導了他們的實驗結果：當他們讓自願者們觀看畫有各種口形的圖片時，這些自願者的鏡像神經系統中的各部位會按照一定先後順序被激活。這個順序是：視覺皮層—上顳葉皮層—下頂葉—布洛卡區—初級活動皮層。
2003年
科勒隨後又發現視聽鏡像神經元具有分辨不同動作的能力，特別是當兩個動作同時具有聽覺和視覺信息時，鏡像神經元對它們的解析度達到97%.
分別由真第盧奇和邁斯特領導的研究小組證實，鏡像神經元系統是肢體語言和口頭語言交流的共同基礎，從而揭示了這一系統在語言從肢體動作到現代語言的進化中的作用。
2005年
費拉里在猴子的大腦皮層中鑑別出又一類鏡像神經元：工具反應鏡像神經元。當猴子看到實驗人員手持工具，比如桿子或鉗子時，這類鏡像神經元的反應十分強烈，而當實驗人員徒手做動作時則沒有這樣強的反應。
阿爾比布提出精神分裂症患者的鏡像神經系統可能受到損害，以至於不能識別自己的動作和語言。這些患者把自己說出的話當作另一個人說出的，從而產生幻聽。
約瑟夫等人對自閉症患者的大腦皮層厚度進行了測量，發現這些患者的鏡像神經元所在的皮層要比正常人薄，而且病情越重，這部分皮層越薄。
2006年
格里德利撰文稱，鏡像神經元的功能或許可以解釋部分聽眾為什麼會錯誤地感受薩克斯音樂所表達的情感，並理解成憤怒。
喬瓦尼等人正嘗試利用鏡像神經元的特性來系統地訓練中風后上肢癱瘓的病人，讓他們觀察並在腦中模仿一些動作，使他們的神經系統恢復對動作的控制和協調能力，從而得到康復。
威克等人發現，當自願者看到錄像中的人物作出感到噁心、難受的表情時，他們的大腦皮層反應與自己聞到難聞的氣味時是一樣的。這種大腦皮層反應集中在有鏡像神經元分布的區域。
皮內達通過比較吸菸者和不吸菸者的腦電圖發現，吸菸使人的鏡像神經系統改變，讓人的菸癮更大。
舍甫勒等人的研究顯示，人在觀察機器人的動作時，不會有觀察人類動作時產生的那種大腦皮層反應，這表明鏡像神經系統偏好動物的運動。
對鏡像神經元的研究成果已經被套用於人工智慧的開發，在機器人對動作的識別和協調中有了突破性進展。
研究背景
義大利帕爾馬大學剛開始注意到鏡像神經元，當時是在研究大腦的運動皮質，特別是掌管手及口部動作的F5區，想要了解其中神經元的放電型態，與執行特定動作的編碼關係。為了這個目的，他們記錄了獼猴腦中個別神經元的活性；同時，實驗室擁有各式各樣的刺激，可用在猴子身上。當猴子執行不同的動作時（譬如伸手去抓玩具或食物），就能夠觀察它們腦中特定的神經元組同步活化的情形。
從這樣的實驗中，義大利帕爾馬大學開始注意到一些奇怪的現象：當他們之中有人伸手去抓食物時，猴子腦中的一組神經元也活化了，就跟他們自己伸手去抓食物時一模一樣。一開始，他們懷疑這個現象是由一些平常的因素造成，好比說猴子在觀察我們的行為時，也進行了未受注意的動作。
但當我們想辦法排除了這種可能性以及其它因素（好比猴子預期會有食物的供應）之後，才體認到這種與觀測行為相連的神經放電活性，是行為本身在腦中的真實呈現，與這項行為的執行者是誰並無關聯。
科學家還不清楚，究竟鏡像神經元系統屬靈長類所獨有，還是其它動物身上也找得到。研究團隊正在大鼠身上測試，想看看這種動物是否也具有鏡像神經元的反應。這種腦中的鏡像機制，有可能是演化晚期發展出來的能力，如此才能夠解釋，為什麼人類會比猴子擁有更廣泛的鏡像反應。不過，由於剛出生的嬰兒及仔猴就能夠模仿伸出舌頭一類的簡單動作，因此，針對看到的行為建立鏡像模組的能力，可能是天生的。又由於缺乏情緒感受的鏡像能力似乎是自閉症患者的重要特徵，因此他們也在自閉症孩童身上做研究，看看是否表現出可讓人察覺的運動缺失，那是鏡像神經元系統功能不彰的常見問題。
實驗結論
在義大利帕爾馬，15年前的一個夏天，一隻猴子坐在專用試驗椅上等著吃中飯的研究人員回來。一根細小的電線已經植入了猴子負責運動的大腦區域。當猴子每次抓或移動實物時，其大腦區域的一些細胞就會興奮起來，為此，監控器還會記錄一個聲音：啵哩———破，啵哩———破，啵哩———破。一位畢業生手上拿著一個冰淇淋球進來了。猴子盯著他。之後，令人驚奇的一幕發生了：當學生將冰淇淋球放到他的嘴唇邊上時，監控器聽到了一個聲音：啵哩———破，啵哩———破，啵哩———破。其實，帕爾馬大學的神經學家加庫脈·李乍那迪早就看到了這一現象，他當時拿的是花生。當猴子看到人們或其它猴子拿著花生放到他們的嘴裡時，同樣的大腦細胞興奮了。之後，科學家發現，猴子剝花生或聽到有人剝花生時，此細胞會興奮。當用香蕉、葡萄乾和其它所有實物時，同樣的事情發生了。
李乍那迪博士最近接受採訪時表示，猴子大腦中有特有的細胞，叫鏡像神經元，當猴子看到或聽到一個動作和當猴子自己做這一動作時，這些細胞會興奮。
人類大腦有若干鏡像神經系統來專門傳輸和了解別人的行動和意圖，以及別人行為的社會意義和他們的情緒。鏡像神經元不是通過概念推理，而是通過直接模仿來讓我們領會別人的意思。通過感覺而非思想。此發現觸動了許多科學規則，改變了對文明、移情作用、哲學、語言、模仿、孤獨症和心理療法的理解。此發現為文明的進步提供了生物學基礎 。
大腦中大多數神經元比較呆板。許多只是來探測外面世界的一般特徵的。有些遇到水平線時就會興奮，有些則只認垂直線，其它的負責探測單頻聲音或運動方向。
在更高級的大腦中，科學家發現成群的神經元能探測更遠為複雜的特徵，如臉、手和富有表現的肢體語言。此外，其它神經元會幫助設計身體動作，構想複雜的姿肢。在大腦中的前區皮質、後頂頁、顳葉上方的溝回區域和腦島處發現的鏡像神經元，會對一系列與意圖相關的行動有興奮反應。
主要案例
兒童愛模仿的原因
鏡像神經元也為人們觀察兒童學習的過程提供了線索。華盛頓大學的安德魯·梅爾索夫教授通過研究發現，剛剛出生僅幾分鐘的嬰兒，在看到大人伸出舌頭時，就能做出同樣的動作。和其他靈長類動物一樣，人類兒童都喜歡模仿。安德魯教授說，兒童的鏡像神經元使他們能夠觀察其他人的動作，並模仿看到的東西。
圍觀世界盃，球迷為何會集體“癲狂”
世界盃中，球迷們會為自己的球隊勝利集體起舞狂歡，也會為自己的球隊失敗而集體哭泣宣洩。奧地利研究人員日前發表研究公報稱，鏡像神經元在其中發揮著重要作用。
當人們觀察到的場景與自身的過往經歷越相似，鏡像神經元就越活躍，尤其是當這些場景與運動神經的活動相關的時候。所以，球迷往往會有下意識的“從眾”行為：球隊贏了就集體狂歡，輸了就集體哭泣。
對那些“真球迷”而言，鏡像神經元還有助於他們更好地“讀懂”球賽。對比實驗顯示，在觀賽的時候，那些“真球迷”能夠更好地預測球路走向，此時，他們的鏡像神經元比那些“偽球迷”更活躍。
