书评|小小的神经元刷新了大大的世界

2019年1月3日10时26分,我国的嫦娥四号探测器成功登陆月球背面,并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图。这一消息出来的时候,可以说举国沸腾,到处是相关情况的文章和报道。

21世纪的今天,毫不夸张地说,我们上可以探索浩瀚的宇宙,下可以进入广阔的海洋,对地球内外的空间和物质愈加地了解。自豪的同时,也有另一个问题,那就是我们对自身又有多少了解?

单就伸手取物而言,这样简单的动作在我们看来再平常不过,但却有一套复杂的神经反应机制。即便是其中最基本的单元和功能结构神经元,也仍然承载了许多人类尚未参透的奥秘。

《我看见的你就是我自己》就向我们介绍了20世纪末发现的一类非常重要的神经元—镜像神经元。不过,这不是一本有趣的科普书,而是记者安东尼奥·尼奥利对发现者贾科莫·里佐拉蒂的一次采访。作为一位知名的神经科学家,贾科莫·里佐拉蒂具有严谨的科学态度,对话之中虽然力求简明易懂,但对外行来说仍稍嫌专业。

纵观整个采访,其中有里佐拉蒂个人的从业经历,有神经学发展历史的简单介绍,有让人大费脑细胞的专业名词,也有镜像神经元为人类带来的影响和未来的发展方向。然而,撇开种种,镜像神经元最直接的意义莫过于让我们对自身的认知更上了一个层次。无论是莫名的情绪感染,整个社会的文明传播,还是棘手疾病的产生和治疗,其背后的原理和机制都随着里佐拉蒂们的努力而愈加地清晰、明了,并朝着一个更加可知的方向发展下去。

偶然的动作成就了惊人的发现

1996年,里佐拉蒂带领着他的团队一如既往地在实验室内观察猴子,希望在其大脑神经的运动系统中获得新发现。

这一天,其中一位研究人员拿着冰激凌来到了实验室,但没有直接递给头上带着电极的猴子,而是自己舔了一口。从他进门开始,馋嘴的猴子就一直盯着望。而在看到他吃冰激凌的时候,猴子大脑内的前运动系统有神经元被激活了。这些神经元正是猴子自己吃东西时被激活神经元的一部分。

研究人员以前从未见到过这种现象,于是又做了几次实验,确认做出了新的发现后,正式把这部分神经元命名为“镜像神经元。”之所以叫该名称,是因为这种神经元就像一面镜子,观察别人的时候仿佛照出了自己,通过内部模仿的形式,识别出别人行为的意义,并做出相应的情感反应。

两年之后,他们又通过经颅磁刺激技术和正电子断层扫描技术确认了人类也存在镜像机制。而且,较之于猴子,我们的镜像神经元更加复杂和多元,对自身的影响自然更大、更广。根据目前的研究成果,科学家们发现该机制在语言、记忆、情绪、动作、疾病、文化传播等各个领域都发挥着重要的作用。国际著名神经科学家维莱亚努尔·拉马钱德兰甚至断言:“镜像神经元之于心理学,犹如DNA之于生物学。”

我能感受并理解你的情绪

办公室里,同事因为迟到被罚了,很不开心。你想到自己也才有孩子,经常被缠住走不了而赶不上地铁,所以很理解他的心情,就跑过去安慰对方。

看到没有?我们不是通过认知去理解他人的情感,而是像亲自体会到一样直接感受。这就是共情背后的镜像原理。

关于这一理论,研究人员当时设计了个好玩的臭鸡蛋实验,想要“用气味激发情感。”也就是,实验对象被分成两组,一组直接闻臭鸡蛋,一组观看别人闻的模样。结果,两组人员都会出现同样的恶心表情。而核磁共振成像技术也证明了这一点,即两种条件下实验对象大脑内被激活的情感区域一模一样。

不过,共情虽然建立在我们已有的自然属性之上,但却无法随时打开。它是在各种外部条件的综合作用下产生的。也就是说,我们看到演员表演走钢丝会提着一口气,替他担心;同时,我们也可能无法理解别人在工作上的难处,只会无情地苛责。这都是正常的。

模仿助力文化的传承

市场经济下,最常见的就是一窝蜂。今年种大蒜挣钱,接着就有很多农民种蒜。明年炒房子挣钱,房市马上就会火爆起来。

你可能会说这就是看不见的手在起着调解作用嘛。对,但还有另外一个生理上的重要因素,那就是人会模仿。惊讶的同时,是不是想难道动物不会?实验证明,真的只有人会模仿,动物最多只会仿效。

这两者听上去好像一样,但其实大为不同。我们人类的儿童一岁时就能模仿成人,精确地重复自己观察到的动作;灵长类的动物只能再现看到的动作目标,却无法完成动作本身。这就是模仿和仿效之间的差别。

究其原因,依然是人类的镜像机制在发挥作用。里佐拉蒂和同伴们为此也设计了一个实验,即请一些没有演奏过吉他的人观察老师弹奏和弦后重复。研究人员主要监测四个过程:观察;准备;演奏;休息。观察阶段,顶叶-颞叶的镜像机制已开始激活(意料之中)。准备过程中,这条回路依然处于激活状态(新的发现)。但若不模仿,先前激活的区域就全都消失了(意料之外)。

据此,科学家们得出了如下结论:镜像系统首先将模仿的动作切分成基础的运动行为,而这些行为早就存在于自己的存储仓库里;接着会根据新任务的要求,重新组织这些运动行为,形成新的模式。

而正是因为我们的祖先会模仿,人类社会才发展到了今天的地步。试想一下,茹毛饮血的时代,有个聪明人做了件好用的工具,可其他人不会模仿,那我们的文明还会进步吗?

破碎的镜子和棘手的自闭症

周末,餐厅里,你和朋友聚在一起吃饭、聊天。旁边坐着一老一小,老的不停地讲话,小的就跟没听到似的,只闷头排列桌上的餐具。老的想喝水,拿起茶杯要倒水,结果小的很愤怒,捶打着老的夺过了茶杯,继续摆在原来的地方。你看不下去了,觉得这孩子太没规矩,家里人还那么纵容…

可是,要是我告诉你这孩子有自闭症呢?他之所以做出以上这些行为,更多是因为生理缺陷使然,而非心理因素。

里佐拉蒂和他的团队们曾针对自闭症儿童做了两个实验。在第一个实验里,正常儿童和自闭症儿童要完成两个动作,一个是拿起巧克力放到嘴里,一个是捡起纸放到容器里。完成第一个动作时,正常儿童刚拿起巧克力,负责张嘴的肌肉就被激活了;但自闭症儿童则不会,直到巧克力快到嘴边时,肌肉才活动。进行第二个动作时,双方的表现一样。

由此得到结论:正常儿童能提前很久规划好自己的运动行为,也知道如何完成,但自闭症儿童不行。后者明白自己想要什么,可是难以把意图转化成行为,只是在完成一个单独的动作。而且,每进行一步,都得想想下面干什么。

在第二实验中,正常儿童和自闭症儿童只是观察他人吃巧克力或拿东西。这次,两组的实验结果反差尤为明显。在看到实验员吃巧克力时,正常儿童的嘴部肌肉会被激活,但自闭症儿童不会,因为无法理解他人的行为。

所以,在许多关于自闭症的报道中,我们会看到他们有社交障碍、行为刻板。毕竟,当理解他人变得很费劲时,人更愿意选择置身事外,沉浸在自己的世界中。

目前,里佐拉蒂他们认为自闭症表现出来的运动计划缺陷(第一个实验)和理解缺陷(第二个实验)都来自于大脑中的运动系统。因为遗传的因素,运动系统没有发育好,动作的计划能力就会出现缺陷。而正处于运动系统的镜像神经元也会出现发育上的问题,导致理解能力出现缺陷。

自闭症不容易被发现,而一旦诊断(三岁左右)已过了最佳治疗期(一岁之前)。但凡事没有绝对。在孩子出生的头一年,也就是所谓的情感关键期,父母一定给予他们足够的关爱和交流,通过外部的刺激促使神经基础的发育。与此同时,父母要跟患自闭症的孩子保持亲近的距离,观察他们发出的细微信号,捕捉哪怕最小的兴趣点,从而跟上他们的步调,进行引导。最终,即使无法治愈,也会有很大改善。

结语

直到今天,研究人员们又发现了更多的镜像神经元,对它的解读也更进了一步。但是,依然有许多的谜团尚未解开。人类自身就如浩瀚的宇宙一样,有许多神秘的机制,唯有科学的进步才能带来更多的了解。

如果你对人类有着浓厚的兴趣,不妨读一读《我看见的你就是我自己》。它不但介绍了一类新的神经元,更提供了一个不同的角度看待自身和社会,让人产生一种顿悟:“噢,原来人本身是这么有趣和了不起….”

注:图片皆来自网络。

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