| 《環(huán)球科學》 |
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撰文 戴維·多布斯(David Dobbs) |
在我的第二個孩子出生前，我聽說如果你在新生兒面前伸出舌頭，他也會跟著伸出舌頭。于是在小尼古拉斯(Nicholas)生下來的頭幾個小時，我的妻子因剖腹產(chǎn)分娩仍住在復原室里時，我嘗試了這件事。我用雙手將這個黏乎乎的、機敏的小家伙抱在我的面前，在他面前伸出了舌頭。他立即給予了回應，張開他的嘴，細微而明確地移動著舌頭。那兩天我都沒有睡覺。我的眼淚都笑出來了。
那時我并不了解這是怎么回事，但我的二兒子尼克(Nick，尼古拉斯的昵稱)當時炫耀的，正是一些人認為是人類進步最偉大的驅(qū)動器和當代神經(jīng)科學最重要的發(fā)現(xiàn)：鏡像神經(jīng)元。這些神經(jīng)元散布于我們大腦的一些關鍵腦區(qū)——運動前皮質(zhì)和負責語言、移情和疼痛的中央腦區(qū)，它們不僅在我們執(zhí)行某種動作時被觸發(fā)，而且在我們觀看別人執(zhí)行那個動作時，也會被觸發(fā)。
過去，人們一直在研究這些神經(jīng)元在運動中的作用和其他功能。然而現(xiàn)在，研究人員正在認真檢查它們，以確定是否存在一種看似額外的功能——它們對觀察到的東西是如何作出反應的。10多年前，人們就發(fā)現(xiàn)了這個機理，它指出我們觀察到別人做的每一件事后，心里都會跟著模仿。這個發(fā)現(xiàn)意味著，我們在心里排練或模仿看到的每一個動作，無論是一個筋斗還是一個難以捉摸的微笑；它還解釋了我們?nèi)绾螌W會微笑、說話、走路、跳舞或打網(wǎng)球等許多問題。在更深層次上，它提出了一種生物學動因，使我們了解他人，了解被稱為文化的復雜思想交流，了解從缺乏同情到自閉癥的心理社會機能障礙。弄清楚鏡像神經(jīng)元可以幫助我們了解，為什么打哈欠具有感染性。在看到勞倫斯·奧利維爾(Lawrence Olivier，1907-1989，英國演員、導演，以扮演莎士比亞戲劇人物著稱，拍攝、導演并主演影片《亨利五世》和《哈姆雷特》等，兩次獲奧斯卡獎)跪下時，為什么我們會對哈姆雷特為奧菲莉亞流露出的悲傷感同身受……所有這樣的事情，我們都能從鏡像神經(jīng)元那里找到原因。
對某些人來說，這種解釋性能力使鏡像神經(jīng)元成為近代最重大的神經(jīng)科學發(fā)現(xiàn)。美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的鏡像神經(jīng)元研究人員馬科·亞科博奈(Marco Iacoboni)說：“這個發(fā)現(xiàn)完全改變了我們思考大腦如何工作的方式。”美國加利福尼亞大學圣迭戈分校認知神經(jīng)科學家維拉揚納爾·S·拉馬錢德拉(Viayanur S.Ramachandran)甚至大膽地斷言：“鏡像神經(jīng)元之于心理學，猶如DNA之于生物學：它們將提供一種統(tǒng)一的架構，并有助于解釋許多心智能力，這些能力至今仍非常不可思議，而且也難以給出實驗檢驗。”在拉馬錢德拉看來，鏡像神經(jīng)元不僅可以弄清楚我們怎樣學習和了解其他人，而且可以弄清楚人類在5萬年前“向前邁出的一大步”，即在社會組織中，如何學會一些新技能以及工具和語言的運用，而語言則是人類文化形成的主要因素。
我們在心里模仿親眼見到的每個動作，促使我們與其他人一起跳舞、悲傷和打哈欠。
葡萄干事件
然而，以宏觀思辯的方式來看待鏡像神經(jīng)元奇觀，似乎完全沒有必要。因為它們的基本原理，已足以令人驚訝。
鏡像神經(jīng)元是神經(jīng)科學家偶然發(fā)現(xiàn)的。意大利帕爾馬大學的賈科莫·里佐拉蒂(Giacomo Rizzolatti)、維托里奧·加勒(Vttorio Gallese)和利奧納多·福加塞(Leonardo Fogassi)將一些電極接通到猴子運動前皮質(zhì)中的單個神經(jīng)元，研究猴子抓取不同物件時的神經(jīng)活動。在福加塞進入那只獼猴所在的房間，并且無意中伸手去撿一顆葡萄干時，令人激動的發(fā)現(xiàn)時刻終于到來了。這只猴子注視著他，它的運動前神經(jīng)元被觸發(fā)了，就像先前它自己撿起那顆葡萄干一樣。實驗室的人幾乎無法相信他們親眼目睹的一切。但是，在多次重復這個實驗和類似實驗后，他們認識到自己已經(jīng)有了某種發(fā)現(xiàn)，并且在1996年的一系列論文中，將這些神經(jīng)元命名為“鏡像神經(jīng)元”。
帕爾馬大學的這個研究小組曾經(jīng)常與美國南加州大學的亞科博奈、邁克爾·A·阿比布(Michael A.Arbib)和荷蘭格羅林根大學的克里斯琴·凱塞斯(Christian Keysers)一起進行研究工作，從那時起，這個小組就一直在對那些發(fā)現(xiàn)作進一步的深入研究。例如，這些研究人員已經(jīng)了解到，鏡像神經(jīng)元不只是在動物觀察別人執(zhí)行某種動作時才會被觸發(fā)。當猴子聽到某人在做某件它經(jīng)歷過的事——比方說，撕一張紙——發(fā)出的聲音時，鏡像神經(jīng)元也會被觸發(fā)。而且，當這些科學家開始研究人類(使用大腦成像技術而非電極)時，他們發(fā)現(xiàn)，較之猴子中的鏡像神經(jīng)元，人腦在更多部位具有更多的鏡像神經(jīng)元類別。鏡像神經(jīng)元出現(xiàn)在運動前皮質(zhì)和下頂葉區(qū)——與運動和知覺有關——以及后頂葉區(qū)、上顳葉溝和腦島，這些腦區(qū)對應著我們領會別人的感情、理解他人的意圖和使用語言的能力。
從動作到理解
與猴子不同，人類還使用鏡像神經(jīng)元，來直接模仿動作和理解它們的涵義。看起來，似乎我們使用鏡像神經(jīng)元來學習每一個動作——從我們的第一次微笑和走路，到我們最文雅的舉止和最優(yōu)美的舞姿。我們還使用它們來體會這些動作，感受微笑背后隱含的意義——從某種意義上說，這些動作都是在一種運動前神經(jīng)水平上進行的——或觀看皮特·桑普拉斯(Pete Sampras)的反手擊球時，欣賞他擊中網(wǎng)球時的興奮和激動。
20世紀90年代末，在對鏡像神經(jīng)元的第一輪研究中，這些功能便逐漸顯現(xiàn)出來了。從那時起，成像研究一直表明人類的鏡像神經(jīng)元涉及許多腦區(qū)和功能。1998年，里佐拉蒂和阿比布發(fā)現(xiàn)，特別富含鏡像神經(jīng)元的腦區(qū)是著名的白洛嘉區(qū)(運動語言區(qū))——這是保羅·白洛嘉在19世紀50年代發(fā)現(xiàn)的——對于語言加工處理極為重要。從此，鏡像神經(jīng)元理論開始與現(xiàn)有的語言理論融為一體。現(xiàn)有的語言理論認為，動作行為具有類似于口頭語言或手勢語言的語法。對鏡像神經(jīng)元來說，“手抓球”無論是一個動作還是以手勢語言或口語來表達，都是一回事。因此，語言形成于我們的鏡像神經(jīng)元產(chǎn)生的語法理解。這種觀點在2005年得到證實：包括加勒塞和里佐拉蒂在內(nèi)的一個國際研究小組發(fā)現(xiàn)，人們傾聽描述劇情的臺詞時觸發(fā)的鏡像神經(jīng)元，與演繹這些劇情的對象本身，或目睹這個對象的表演觸發(fā)的鏡像神經(jīng)元完全相同。很明顯，這些細胞對一種過程的抽象表征起反應，這個過程看起來似乎是完全直觀并發(fā)自內(nèi)心的。
另一個重要觀點與我們對他人的意圖和情緒的理解有關。許多研究已經(jīng)證明了移情的動因，這兩種觀點都特別精準。
2005年，亞科博奈描述的一種觀點證明，我們的鏡像神經(jīng)元以一些精心的組合方式工作。對應某個最基本的動作，例如伸手，我們具有一套鏡像神經(jīng)元的基本組合與之對應。根據(jù)這個動作的感知意圖，有選擇性地被觸發(fā)的其他一些鏡像神經(jīng)元組合，會對其加以補充。亞科博奈擁有一批自愿受試者，他讓這些自愿受試者觀看一部電影，電影中的人在不同場合下，在規(guī)定的喝茶時間伸手去拿各種各樣的物件——一把茶壺、一個大杯、一罐奶油、一盤糕點、一些餐巾。在每一種場合，都有一種“伸手”的鏡像神經(jīng)元基本組合被觸發(fā)。但是，不同的輔助鏡像神經(jīng)元，也會根據(jù)這種感覺中各種細節(jié)提供的預計動作而被觸發(fā)。如果觀察者看到一張干凈的桌子并估計會伸手去拿一個茶杯來喝茶，一組鏡像神經(jīng)元就會被觸發(fā)；如果這個觀察者看到一張骯臟的桌子，并估計會伸出手去拿一個茶杯并將它擦干凈，另一組鏡像神經(jīng)元就會被觸發(fā)。因此，鏡像神經(jīng)元看起來似乎在感知別人意圖中起著一種關鍵性的作用——它在理解其他人方面，以及建立社會關系和感受同情方面邁出了第一步。
與此同時，一些實驗也證明，鏡像神經(jīng)元有助于我們分享他人的表現(xiàn)反映出的經(jīng)驗，這為移情和眾所周知的打哈欠、笑和一些好的或不好的心境感染性提供了生物學基礎。其中一個最有說服力(名稱肯定最令人難忘)的觀察項目，出現(xiàn)在2003年的一篇論文里，即法國馬賽地中海大學布魯諾·威克(Bruno Wicker)發(fā)表的《我的腦島所厭惡的我們兩個：看到厭惡和感到厭惡的共同神經(jīng)基礎》。通過使用功能性核磁共振成像(MRI)，威克的研究小組發(fā)現(xiàn)，厭惡感和看到某人臉上一副反感的樣子，都會使腦島中同一組鏡像神經(jīng)元被觸發(fā)，它皮質(zhì)的一部分會被激活，以綜合趨同信息。
當鏡像變得模糊時
假設鏡像神經(jīng)元對理解是如此重要，那么，它們當中的失誤可能會引發(fā)一些嚴重的問題就不難理解了。事實上，看起來，似乎一些缺陷有助于解釋從過度拘謹?shù)阶蚤]癥的各種難題。自閉癥患者可能缺乏鏡像神經(jīng)元，這引起了人們特別的興趣。自閉癥的病因，乃至這種不可思議的癥狀特性，已經(jīng)困擾研究人員數(shù)十年之久，使患者及其家庭和醫(yī)護人員對這種行為的成因知之甚少，更別說對他們進行治療了。但是，最新的研究指出，一種無活性的鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)可以解釋一些語言、學習和移情上的深層次問題，這些問題在研究自閉癥患者為何自我孤立方面有很大的作用。
這些發(fā)現(xiàn)表明，基本和復雜的鏡像神經(jīng)元活動存在一些缺陷。例如，哈佛醫(yī)學院的一項研究發(fā)現(xiàn)，正常兒童看到他人無目的的手指運動時被觸發(fā)的鏡像神經(jīng)元，很少在自閉癥兒童的身上被觸發(fā)。這種響應缺失可能反映了鏡像神經(jīng)元最基本的功能，即認識他人動作的一種缺陷。在另一項研究中，研究人員將一些具有獨特面部表情的人像，給患自閉癥和沒患自閉癥的青少年看。兩組受試對象能模仿這些表情，并說出它們所表達的感情。但是，這些非自閉癥患者的鏡像神經(jīng)元表現(xiàn)出健全的活性，而自閉癥患者的鏡像神經(jīng)元卻沒有。他們在認知上能理解這些表情，但卻無法感知情感。
人們還不知道如何利用這些發(fā)現(xiàn)去研發(fā)一些治療方法。可是，如果這些發(fā)現(xiàn)仍然有效，辨認這種明顯的缺陷可能是弄清楚自閉癥神經(jīng)性根源的一個重要進展。
深刻與模糊的反映
鏡像神經(jīng)元在理解他人方面的作用，正是對它們更深層次要求的核心所在。一些如拉馬錢德拉之類的人認為，鏡像神經(jīng)元在建立精巧復雜技能、社會網(wǎng)絡和被我們稱為文化的知識基礎結(jié)構——從使用工具到著于迷莎士比亞的作品，從合作狩獵到當代城市黑人青年文化——方面關系重大。考古學記錄指出，這個“向前邁出的一大步”——人類文化的開端——始于約5萬年前。但人的大腦從那時起并未經(jīng)歷發(fā)育沖刺；實際上，在長達約20萬年間，它們的大小變化不大。那么，什么東西發(fā)生變化了呢？拉馬錢德拉和其他人推測，這種變化是一種遺傳適應，這種遺傳適應賦予了一些關鍵神經(jīng)元目前具有的鏡像反映能力，為理解、溝通和學習方面加速進步鋪平了道路。信息第一次能夠被傳播、建立和修改，來產(chǎn)生人類文化中的智力和社會動力。
當然，鏡像神經(jīng)元并不總是給我們帶來好的作用。例如，它們可能與暴力電視游戲的影響扯上關系。由亞科博奈進行的初始研究指出，在一種基礎神經(jīng)水平上，這類游戲使愉悅感和成就感與施加傷害的融合進一步增強——這是社會不會鼓勵的一種推動力。亞科博奈推測，如果這種融合得以進一步增強，那么鏡像神經(jīng)元模仿暴力行為的強度，可能比我們預料的更難控制。亞科博奈說，鏡像神經(jīng)元的這種力量“表明模仿暴力行為可能并不總是一種有意識的中介過程”——也就是說，它們并不能如此輕而易舉地受到我們的控制。
在過去5年里，對鏡像神經(jīng)元的研究已大大加快了步伐，看起來似乎還會進一步加快研究速度。里佐拉蒂、福加塞和加勒塞1996年的重要發(fā)現(xiàn)，是否與詹姆斯·D·沃森(James A.Watson)和弗朗西斯·克里克(Francis Crick)1953年發(fā)現(xiàn)DNA一樣重大，還將有待證明。可是，鏡像神經(jīng)元已經(jīng)在智力上和實驗上構成了神經(jīng)科學中最豐富的領域。如果它們巨大的解釋性力量能得到更完善研究成果的支持，那么，它們的確會被視作為神經(jīng)科學的DNA。與此同時，鏡像神經(jīng)元還解釋了一些令人感興趣的奇觀。我的兒子尼古拉斯現(xiàn)在已經(jīng)4歲了，他已經(jīng)可以主動地對著我伸舌頭。我不知道他是在那里學會做這個動作，但至少我知道他為什么伸舌頭。(譯/施吉力 校/孫婷)
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