鏡像神經元使嬰兒和學步兒童通過模仿，學習面部表情和身體動作。
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。於是在小尼古拉斯(Nicholas)生下來的頭幾個小時，我的妻子因剖腹產分娩仍住在復原室裡時，我嘗試了這件事。我用雙手將這個黏乎乎的、機敏的小傢伙抱在我的面前，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。
那時我並不瞭解這是怎麼回事，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動器和當代神經科學最重要的發現：鏡像神經元。這些神經元散佈於我們大腦的一些關鍵腦區——運動前皮質和負責語言、移情和疼痛的中央腦區，它們不僅在我們執行某種動作時被觸發，而且在我們觀看別人執行那個動作時，也會被觸發。
過去，人們一直在研究這些神經元在運動中的作用和其他功能。然而現在，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，人們就發現了這個機理，它指出我們觀察到別人做的每一件事後，心裏都會跟著模仿。這個發現意味著，我們在心裏排練或模仿看到的每一個動作，無論是一個觔斗還是一個難以捉摸的微笑；它還解釋了我們如何學會微笑、說話、走路、跳舞或打網球等許多問題。在更深層次上，它提出了一種生物學動因，使我們瞭解他人，瞭解被稱為文化的複雜思想交流，瞭解從缺乏同情到自閉症的心理社會機能障礙。弄清楚鏡像神經元可以幫助我們瞭解，為什麼打哈欠具有感染性。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、導演並主演影片《亨利五世》和《哈姆雷特》等，兩次獲奧斯卡獎)跪下時，為什麼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元那裡找到原因。
對某些人來說，這種解釋性能力使鏡像神經元成為近代最重大的神經科學發現。美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的鏡像神經元研究人員馬科·亞科博奈(Marco Iacoboni)說：「這個發現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聖迭戈分校認知神經科學家維拉揚納爾·S·拉馬錢德拉(Viayanur S.Ramachandran)甚至大膽地斷言：「鏡像神經元之於心理學，猶如DNA之於生物學：它們將提供一種統一的架構，並有助於解釋許多心智能力，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，鏡像神經元不僅可以弄清楚我們怎樣學習和瞭解其他人，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。
我們在心裏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。
葡萄乾事件
然而，以宏觀思辯的方式來看待鏡像神經元奇觀，似乎完全沒有必要。因為它們的基本原理，已足以令人驚訝。
鏡像神經元是神經科學家偶然發現的。義大利帕爾馬大學的賈科莫·裡佐拉蒂(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中的單個神經元，研究猴子抓取不同物件時的神經活動。在福加塞進入那只獼猴所在的房間，並且無意中伸手去撿一顆葡萄乾時，令人激動的發現時刻終於到來了。這隻猴子注視著他，它的運動前神經元被觸發了，就像先前它自己撿起那顆葡萄乾一樣。實驗室的人幾乎無法相信他們親眼目睹的一切。但是，在多次重複這個實驗和類似實驗後，他們認識到自己已經有了某種發現，並且在1996年的一系列論文中，將這些神經元命名為「鏡像神經元」。
帕爾馬大學的這個研究小組曾經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現作進一步的深入研究。例如，這些研究人員已經瞭解到，鏡像神經元不只是在動物觀察別人執行某種動作時才會被觸發。當猴子聽到某人在做某件它經歷過的事——比方說，撕一張紙——發出的聲音時，鏡像神經元也會被觸發。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，他們發現，較之猴子中的鏡像神經元，人腦在更多部位具有更多的鏡像神經元類別。鏡像神經元出現在運動前皮質和下頂葉區——與運動和知覺有關——以及後頂葉區、上顳葉溝和腦島，這些腦區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美的舞姿。我們還使用它們來體會這些動作，感受微笑背後隱含的意義——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，欣賞他擊中網球時的興奮和激動。
20世紀90年代末，在對鏡像神經元的第一輪研究中，這些功能便逐漸顯現出來了。從那時起，成像研究一直表明人類的鏡像神經元涉及許多腦區和功能。1998年，裡佐拉蒂和阿比布發現，特別富含鏡像神經元的腦區是著名的白洛嘉區(運動語言區)——這是保羅·白洛嘉在19世紀50年代發現的——對於語言加工處理極為重要。從此，鏡像神經元理論開始與現有的語言理論融為一體。現有的語言理論認為，動作行為具有類似於口頭語言或手勢語言的語法。對鏡像神經元來說，「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，語言形成於我們的鏡像神經元產生的語法理解。這種觀點在2005年得到證實：包括加勒塞和裡佐拉蒂在內的一個國際研究小組發現，人們傾聽描述劇情的台詞時觸發的鏡像神經元，與演繹這些劇情的對象本身，或目睹這個對象的表演觸發的鏡像神經元完全相同。很明顯，這些細胞對一種過程的抽象表徵起反應，這個過程看起來似乎是完全直觀併發自內心的。
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元的基本組合與之對應。根據這個動作的感知意圖，有選擇性地被觸發的其他一些鏡像神經元組合，會對其加以補充。亞科博奈擁有一批自願受試者，他讓這些自願受試者觀看一部電影，電影中的人在不同場合下，在規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」的鏡像神經元基本組合被觸發。但是，不同的輔助鏡像神經元，也會根據這種感覺中各種細節提供的預計動作而被觸發。如果觀察者看到一張乾淨的桌子並估計會伸手去拿一個茶杯來喝茶，一組鏡像神經元就會被觸發；如果這個觀察者看到一張骯髒的桌子，並估計會伸出手去拿一個茶杯並將它擦乾淨，另一組鏡像神經元就會被觸發。因此，鏡像神經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，以及建立社會關係和感受同情方面邁出了第一步。
與此同時，一些實驗也證明，鏡像神經元有助於我們分享他人的表現反映出的經驗，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，出現在2003年的一篇論文裡，即法國馬賽地中海大學布魯諾·威克(Bruno Wicker)發表的《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基礎》。通過使用功能性核磁共振成像(MRI)，威克的研究小組發現，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元被觸發，它皮質的一部分會被激活，以綜合趨同信息。
當鏡像變得模糊時
假設鏡像神經元對理解是如此重要，那麼，它們當中的失誤可能會引發一些嚴重的問題就不難理解了。事實上，看起來，似乎一些缺陷有助於解釋從過度拘謹到自閉症的各種難題。自閉症患者可能缺乏鏡像神經元，這引起了人們特別的興趣。自閉症的病因，乃至這種不可思議的症狀特性，已經困擾研究人員數十年之久，使患者及其家庭和醫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元系統可以解釋一些語言、學習和移情上的深層次問題，這些問題在研究自閉症患者為何自我孤立方面有很大的作用。
這些發現表明，基本和複雜的鏡像神經元活動存在一些缺陷。例如，哈佛醫學院的一項研究發現，正常兒童看到他人無目的的手指運動時被觸發的鏡像神經元，很少在自閉症兒童的身上被觸發。這種響應缺失可能反映了鏡像神經元最基本的功能，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，給患自閉症和沒患自閉症的青少年看。兩組受試對象能模仿這些表情，並說出它們所表達的感情。但是，這些非自閉症患者的鏡像神經元表現出健全的活性，而自閉症患者的鏡像神經元卻沒有。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現去研發一些治療方法。可是，如果這些發現仍然有效，辨認這種明顯的缺陷可能是弄清楚自閉症神經性根源的一個重要進展。
深刻與模糊的反映
鏡像神經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，鏡像神經元在建立精巧複雜技能、社會網路和被我們稱為文化的知識基礎結構——從使用工具到著於迷莎士比亞的作品，從合作狩獵到當代城市黑人青年文化——方面關係重大。考古學記錄指出，這個「向前邁出的一大步」——人類文化的開端——始於約5萬年前。但人的大腦從那時起並未經歷發育衝刺；實際上，在長達約20萬年間，它們的大小變化不大。那麼，什麼東西發生變化了呢？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，來產生人類文化中的智力和社會動力。
當然，鏡像神經元並不總是給我們帶來好的作用。例如，它們可能與暴力電視遊戲的影響扯上關係。由亞科博奈進行的初始研究指出，在一種基礎神經水平上，這類遊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，那麼鏡像神經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，鏡像神經元的這種力量「表明模仿暴力行為可能並不總是一種有意識的中介過程」——也就是說，它們並不能如此輕而易舉地受到我們的控制。
在過去5年裡，對鏡像神經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。裡佐拉蒂、福加塞和加勒塞1996年的重要發現，是否與詹姆斯·D·沃森(James A.Watson)和弗朗西斯·克里克(Francis Crick)1953年發現DNA一樣重大，還將有待證明。可是，鏡像神經元已經在智力上和實驗上構成了神經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，那麼，它們的確會被視作為神經科學的DNA。與此同時，鏡像神經元還解釋了一些令人感興趣的奇觀。我的兒子尼古拉斯現在已經4歲了，他已經可以主動地對著我伸舌頭。我不知道他是在那裡學會做這個動作，但至少我知道他為什麼伸舌頭。
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