(广州大学心理与脑科学研究中心,广州 510006)
摘要:镜像神经元是一种感觉–运动神经元。它的典型特征是在动作观察和动作执行两个阶段皆被激活。多年来,由于研究伦理的限制,研究恒河猴时使用的单细胞电极植入方式无法应用于人类,因而不能确定人类大脑皮层是否也存在着具有同样功能的神经细胞。但是通过脑成像技术,神经科学家确定人类大脑皮层存在着具有相同或类似功能的脑区,称为“镜像神经系统”。文章对镜像神经元及其人类镜像神经系统的意义进行了深入分析,指出:(1)由于镜像机制把动作知觉和动作执行进行匹配,观察者仅仅通过他人行为的知觉,就激活了执行这一动作的神经环路,产生了一种他人动作的具身模拟,因而可以直接把握他人的行为意图 ;(2)镜像神经元所表现出来的那种动作知觉与动作执行的双重激活功能支持了身心一体说,从方法论上证明了身心二元论的缺陷,为身心的整体观提供了神经生物学的证据 ;(3)镜像神经机制把他人的动作与自己的运动系统相匹配,以自身动作的神经环路对他人的动作做出回应,促进了人际理解和沟通,成为社会沟通的 “神经桥梁”。
关键词:镜像神经元;镜像神经系统;镜像机制;具身模拟;认知具身性
分类号 B84-09
引言
镜像神经元(mirror neurons)是大脑皮层中的一种特殊感觉 –运动神经元。这种神经元在个体操作一个指向特定目标的动作 (如抓取食物)时,以及在观察其他个体操作同样或类似的动作时皆被激活,表现出电生理效应。“镜像神经元的关键特征是它的活动既受到动作执行的调节,也受到动作观察的调节……这一点使它既区别于 ‘运动’神经元,也区别于‘感觉’神经元 ,因为后两者仅仅同动作执行或动作观察相联系。镜像神经元则同时与这两种功能联系在一起” (Kilner &;Lemon,2013,p.R1057)。镜像神经元的发现揭示出:“事实上,运动皮层在动作目标和意图理解等复杂认知能力中扮演着关键角色,而长久以来,运动皮层一直被认为仅仅限于扮演动作计划和执行的角色” (Gallese,Rochat,Cossu,&;Sinigaglia,2009,p。103)。
认知科学、心理学乃至心灵哲学所讨论的话题(Cook,Bird,Catmur,Press,&;Heyes,2014;Jacob,2009;Lamm &;Majdandžić,2015;Ramachandran,2000;Rizzolatti &;Fogassi,2014)。尽管遭到了一些学者的质疑(Hickok,2009,2014;Borg,2007,2013),但是随着人类镜像神经系统研究的进展,癫痫病人的电生理研究证明人类大脑皮层中的确存在着镜像神经元 (Mukamei,Ekstrom,Kaplan,Iacoboni,&;Fried,2010),而且有关人类镜像神经机制的研究在应用领域也取得丰硕成果 (Hunnius &;Bekkering,2014;Lacoste-Badie & Droulers,2014;Brucker,Ehlis,Häußinger,Fallgatter,&;Gerjets,2015)。镜像神经元在人类大脑中的确认和应用领域的成功促使镜像神经元再次成为学界关注的热点(Bello,Modroño,Marcano,& González-RizzolattiMora,2014;Fadiga,Tia,&;Viaro,2015;Ferrari &;Rizzolatti,2014;Trapp et al.,2014,Molenberghs,Cunnington,&;Mattingley,2012;Oztop,Kawato,&;Arbib,2013;)。
自从上世纪 90年代意大利神经科学家 Rizzolatti领导的团队在恒河猴大脑运动前皮层 F5区发现镜像神经元的存在以来,镜像神经元的功能和意义一直是神经科学、在下面有关镜像神经元意义的讨论中,有几个概念既有区别,又有重叠之处:一是镜像神经元。镜像神经元是使用单细胞电极植入方式,“在灵长目动物(恒河猴 )大脑皮层外侧前额叶 F5区和顶下小叶 PF区发现的。这类神经元在一个特定的手部或口部动作的执行和观察其它个体执行同样动作时都选择性地激活 ” (M.hring,Brandt,Mohr,Pulvermüller,&;Neuhaus,2014,p.1)。似乎这类神经元可以“映射”其它个体类似或同一动作,因此随之被命名为“镜像神经元”。镜像神经元是在单一神经细胞水平上发挥作用。
第二个概念是 “镜像神经系统 ” (mirror neuron systems)。镜像神经元的昀初发现使用的是单一神经细胞电极植入方法。这种方法有可能对动物大脑造成损伤。因此,基于伦理原因,单细胞电极植入法不能应用于人类被试,因而也就无从精确定位人类大脑中是否也存在着具有同样镜像功能的神经元。但是通过 PET (正电子发射断层扫描 )、TMS (颅磁刺激)、MEG (脑磁图)、EEG (脑电图)和 FMRI (功能磁共振)等技术手段的使用,研究者发现在人类大脑皮层的顶下小叶、腹侧运动前回布洛卡区、额下回后部几个区域具有镜像神经元的 “映射”功能,这些具有镜像功能的脑区构成了人类镜像神经系统(Fogassi,2011)。镜像神经系统是在特定皮层区域或系统水平上发挥映射功能的。“鉴于在人类的研究中,信息主要是在系统水平上获得的,在这类研究中,人们经常使用 ‘镜像神经系统’这一术语 ” (Iacoboni,2009,p.664)。
第三个概念是 “镜像机制 ” (mirror mechanisms)。存在于灵长目动物大脑中的镜像神经元和存在于人类大脑皮层中的镜像神经系统都具有一种把动作知觉和动作执行进行匹配的功能,这种匹配功能就是所谓的“镜像机制”。“镜像机制可以解释为什么行动和动作的意图能得到直接理解。这种机制是自动的、反思前的,它通过种系传递而成为社会认知的基石” (Gallese,Rochat,&;Berchio,2013,p.15)。
这三个概念使用上有时存在着一定的混淆。镜像神经元是通过单细胞电极植入方法在灵长目动物大脑中发现的,由于伦理限制,在很长一段时间里,人们并不能在人类身上精确定位镜像神经元的存在,只能大致确定存在着具有镜像功能的脑区,称为镜像神经系统。因此,镜像神经元的精确使用范围应该是在灵长目动物研究领域。但是,由于镜像神经元和镜像神经系统在功能上是一致的,即都具有把动作知觉和动作执行进行匹配的镜像机制,因此,两者有时会交替使用。
2 具身模拟:镜像神经元的认识论意义
情绪体验?在纷繁复杂、形态各异的文化世界里,我们通过怎样的途径和机制了解他人的内心世界?所谓“他心” (other minds)问题,讨论的就是这个方面的内容。自从笛卡尔从认识论上确立了“自我”同“非我”的界限之后,“自我”怎样知晓“他心”一直就是学界争论不休的问题。在心理学和心灵哲学中,以往有关这个问题的讨论存在着两种对立观点,即“理论论” (theory-theory)和“模拟论” (simulation theory),镜像神经元所表现出来的那种把动作执行和动作观察相匹配的功能则支持了具身模拟论,把以往的心理模拟论从抽象思辨上升为以镜像神经元为机制的具身模拟论,为人际和社会认知的探讨提供了有益启示。
认识论的本质是探讨认识何以成为可能。为什么我们能知晓世界、了解他人?我们怎样同他人分享意义、价值和自闭症患者正是由于不能同他人分享意识体验,因而造成了社会适应方面的障碍 (Strzelecka,2014)。
“他心”是一个颇为棘手的问题。通过自我意识,我们有能力进入自己的内心世界,直接把握自身的观念、体验、情绪和感受。但是,他人作为主体,也有他自己的内部世界,我们无从直接进入,去把握他人的意识和情绪体验。这就是心智的 “私有”或 “私隐” (private)性质。由于心智的这种 “私隐”性质,“读心” (mind-reading)的需要就产生了。在社会生活中,我们不仅需要知道自己怎么想,更需要了解他人怎么想;不仅需要认识自己的感受,更需要了解他人的感受。