了解你的大脑:镜像神经元

镜像神经元在哪里?

图像来自:Gross L.新生儿模仿的进化。公共科学图书馆。2006年9月;4(9):e311。doi: 10.1371 / journal.pbio.0040311

镜像神经元最初是在前运动皮层1992年的猴子实验,从那时起它们也在猴子大脑的其他几个区域,包括初级运动皮层顶叶小叶额叶皮质, a周围的面积被称为壁内的沟

然而,几乎没有确凿的证据表明镜像神经元存在于人类大脑中这是来自神经成像研究的证据这表明,人类大脑中有一些神经元的活动模式与在猴子大脑中发现的镜像神经元相似。然而,迄今为止的一项研究直接记录了所谓的镜像神经元的活动在准备进行神经外科手术的人类病人的大脑中。虽然这项研究只能探索大脑的某些区域(不包括猴子最常与镜像神经元相关的区域),但研究人员在猴子的大脑中发现了神经元补充运动区颞叶显示出镜像神经元的特性。这一点,再加上上面提到的神经成像数据,表明镜像神经元可能存在于人类大脑和猴子大脑中。

什么是镜像神经元,它们有什么作用?

1992年,意大利帕尔马大学的一组研究人员记录单个神经元的活动在猕猴的大脑里。他们观察的是前运动皮层的神经元,特别是前运动皮层的一个叫做F5的区域。之前的研究发现,在目标指向的手部运动(如抓握、握紧等)中,该区域的神经元非常活跃。帕尔马大学(University of Parma)的研究人员试图进一步了解这种类型的神经激活,这时他们观察到一些令人惊讶的事情。

他们注意到,猴子大脑中F5区域的神经元不仅在猴子移动它的手时被激活,而且当猴子看到实验者用他或她的手(例如拿起食物奖励并把它放在测试区域)时也被激活。四年后,他们给这些神经元命名镜像神经元因为它们似乎不仅在猴子做特定动作时活跃,而且在它们看到其他人做类似动作时也活跃。

如上所述,自从他们最初发现镜像神经元以来,已经在猴子大脑的其他不同区域(以及猴子的大脑)中发现了镜像神经元其他物种像鸣禽),而且有证据表明,镜像神经元存在于人类大脑中。

镜像神经元的发现在科学界内外都引起了一种兴奋,这在科学发现的反应中是不常见的。有些人将镜像神经元的活动解释为我们理解他人行为的能力的基础——有些人认为这种推论是不合理的,并导致了其他(可能更不合理)的推断。例如,一些人声称镜像神经元为移情、复杂的社会互动、语言提供了必要的神经机制,甚至是它们负责的人类文化的快速进步这让我们成为了现代人类。

基于镜像神经元的这些作用,研究人员开始推测镜像神经元功能受损可能是某些精神疾病的基础。例如,一些人认为,功能失调的镜像神经元是自闭症谱系障碍(ASD)的基础。这个假说有时被称为“破镜假说”,它表明ASD患者的镜像神经元网络有异常这导致他们感受同理心的能力受损,难以理解他人的行为,以及从眼神接触到语言等社会互动的各个方面的缺陷。

事实上,在发现镜像神经元后的几十年里,很多事情都是由镜像神经元引起的,从简单的成就如帮助我们享受观看体育比赛到复杂的情感,比如同情,到自闭症谱系障碍和精神分裂症

然而,这些说法的问题在于,它们大多是未经证实的。对于镜像神经元的推测,首先要注意的是,我们所拥有的支持镜像神经元存在的绝大多数具体证据来自于对猴子(混凝土本案例中的证据是指通过监测单个神经元的活动获得的证据——这在人类中很难做到,除非是在罕见的情况下,如上文所举的例子,在准备神经外科手术的患者中探索镜像神经元)。因此,在这一点上,我们不能自信地将行为归因于镜像神经元,除非我们能够记录镜像神经元的活动,而猴子已经表现出了这样的行为。因此,我们还没有证据将复杂的人类情感和行为(这只能在非人类灵长类动物的研究中大致接近)归因于镜像神经元。

同样,将功能失调的镜像神经元作为人类精神疾病的主要原因的证据也缺乏。让我们以功能失调的镜像神经元导致ASD的假设为例。这一假设最初得到了本世纪初两项被大量引用的研究的支持。一项神经成像研究发现自闭症患者大脑中被认为有大量镜像神经元的区域活动减少.另一组使用脑电图来测量被认为是反映镜像神经元的电活动;自闭症谱系障碍患者似乎在这个活动中显示出异常

然而,每一项研究,多次复制失败.此外,“破镜假说”的批评者很快指出没有很好的证据表明自闭症患者在理解方面存在缺陷别人的意图。因此,人们发现“破镜假说”是不成立的,而其他将精神异常归因于镜像神经元的假说也同样需要更多的支持才能成立。

即使只涉及到镜像神经元的基本功能,我们仍在寻找答案。例如,一些研究人员认为镜像神经元与某些东西有关的证据理解行为是不够的。根据这一观点,即使镜像神经元可能与识别基本动作、选择动作等功能有关,但并没有确凿证据表明镜像神经元与一类更高层次的认知活动有关,比如理解他人的行为。这是一个至关重要的一点是镜像神经元帮助我们理解他人的行为的解释是必要的镜像神经元参与行为像同情心和社会互动,确实是大部分的基础对镜像神经元的热情。

因此,虽然镜像神经元因其解释各种独特人类行为和成就的能力而受到称赞,但似乎我们在解释这些细胞的活动方面有点操之过早。我们还需要做更多的研究,才能确定镜像神经元激活在行为方面真正意味着什么,也确实需要做更多的研究,才能确定镜像神经元在人类大脑中和在猴子大脑中一样普遍。就像所有的科学发现一样,在我们的解释中最好保持保守,直到它们是基于数据做出的唯一合乎逻辑的解释。

参考文献(除了上面的链接文本):

猴子和人类行为理解的镜像神经元理论的八个问题。中华医学会神经科学分会。2009年7月;21(7):1229-43。doi: 10.1162 / jocn.2009.21189。

Kilner JM, Lemon RN。我们目前对镜像神经元的了解。生物医学杂志。2013年12月2日;23(23):R1057-62。doi: 10.1016 / j.cub.2013.10.051。