神秘的镜像神经元

> 神秘的镜像神经元

格雷戈里·希科克
浙江人民出版社有限公司 2016-12
9787213076879
59.00

[前言]

倔驴踢倒旧屋,木匠修建新房

1953年,DNA的发现和定义永远地改变了生物学。DNA是生命的蓝图,是理解有机体如何被构造、如何进化以及疾病如何产生的关键。

2000年,印裔美国心理学家拉马钱德兰(V. S. Ramachandran)对当时新发现的某一类脑细胞——镜像神经元进行预测时,援用DNA的划时代意义进行了类比:

我预测,镜像神经元对于心理学的意义,将如同DNA对于生物学的意义一样:它将提供一种统一的框架,来解释迄今为止仍然神秘未解、而又难以付诸实验验证的众多心理能力。

10年后,拉马钱德兰发表了有关镜像神经元的TED演讲,从演讲的题目“一探神经元,何以塑文明”来判断,10年以来,围绕该细胞开展的大量研究似乎证实了他的预言。

2008年,来自美国加州大学洛杉矶分校的神经科学家马尔科·亚科博尼(Marco Iacoboni)对拉马钱德兰的热情表示附和:

得益于大脑内某一小群被称为镜像神经元的特殊细胞,我们能敏锐地理解他人。这些微小的奇迹帮助我们度过每一天,是指引生命前行的核心力量,令我们在精神上、情感上与其他人相互联结……毫无疑问,镜像神经元有史以来第一次为复杂的社会认知和互动提供了看似可信的神经生理学解释。

感到兴奋的不只是拉马钱德兰和亚科博尼。科学期刊中也出现了许多基于镜像神经元的解释,所涉及的议题涵盖了人类语言、模仿、社会认知、共情、心智解读、音乐鉴赏、艺术鉴赏、观赏体育运动、口吃及自闭症。2005年,《华尔街日报》上的一篇文章解释了“镜像神经元如何帮助我们共情,让我们真正感受到他人的痛苦”;同年,《新星》(NOVA)播出了一期节目,节目标题正是“镜像神经元”;2006 年,《纽约时报》的一篇文章以《读心的细胞》为题,报道了镜像神经元。书籍和博客都对镜像神经元的作用称道不已,从课堂教育到高尔夫球赛无所不包,甚至还宣称连男性的勃起程度都与镜像神经元的活动有关。

从勃起到自闭症,这些能够解释一切的不可思议的人类脑细胞究竟是什么?说来奇怪,针对人类行为做出的所有这些推断并不是建立在人类神经科学研究的基础上,而是以恒河猴运动皮层中的某类细胞作为理论基石的。恒河猴是一种不能说话、不懂音乐鉴赏,坦白地说,相互之间也并不友好的动物。而对于那些被认为是由镜像神经元主导的人类的能力,这种细胞的反应其实并不强烈,至少在人类中是这样。其基本特征是,当猴子抓取物体以及观察其他人伸手抓取物体时,这些细胞会产生反应(神经生理学家称之为“放电”)。就是这样,基于这一简单的反应模式,神经科学家及心理学家建立了心理学历史上覆盖面最广泛的理论之一,以解释人类行为的神经基础。

猴子的镜像神经元表现出的如此简单的反应模式,为什么却令当时的所有科学家都感到兴奋不已呢?猴子运动皮层的细胞有可能作为一种神经蓝图,解释人类的语言、共情、自闭症等议题吗?这番推论又建立在怎样的逻辑基础之上呢?

当中的基本观点很简单,这也正是它吸引人的地方。当猴子抓取物体时,它“理解”自己的动作,知道动作的目的是什么、为什么要设立这一目的等。简而言之,猴子“知道”自己在做什么以及为什么要这样做,但这些并不是那么重要。这只猴子真正想要知道的是,其他的猴子想要干什么。“它打算偷走我的食物呢,还是只是要去喝水?”相比之下,这类问题更伤脑筋。所以问题来了,你要如何解读(或理解)他人的行为?镜像神经元为此提供了一种简单的答案。由于在猴子执行行为以及观察其他猴子执行相似行为时,镜像神经元均产生了放电,所以,如果猴子能理解自身行为的意义,那么,通过在神经运动系统中模仿他人的行为,它也就能理解他人行为的意义了。

利用对自身行为的认识来获知他人的意图,这是一条妙计,可以将其潜在的应用性推广到猴子实验室之外。基于此,将镜像神经元推论到人类的沟通与认知上也就顺理成章了。人类也需要解读他人的行为意图,因此,或许人类也具有镜像系统。语言是一种重要的人类行为,是人类认知领域最重要的内容;或许,基于镜像神经元的模仿机制正是语言的基础。如果没有动作,体育运动也就无从谈起;或许,我们之所以对自己支持的球队那么狂热,是因为镜像神经元让我们身临其境地来到了运动场,对每一记投球、接杀和射门进行模仿。对人类来说,我们能够理解的不只是行为,我们还能理解他人的情绪和心理状态;或许,共情背后也存在类镜像的机制。人们普遍认为,自闭症这样的身心障碍是源于共情的缺失;或许,是因为镜像神经元出了毛病,才导致了自闭症。镜像神经元的理论化也为进化带来了意外的发现:它在仅仅只能识别他人行为的猴子神经元与高级人类认知能力之间建立了(先前没有发现的)联系,为人类心理进化的理论提供了立足点。举例来说,如果镜像神经元使猴子能够理解简单的手势动作,比如抓取物体,那么,如果自然选择想要以此为起点,将进化路径延伸到语言,只需找到某种途径,拓宽行为理解的范围,将与发声有关的行为(比如猴子叫)也囊括进来。这些细胞看似简单,但它们的解释力却似乎令人叹为观止。

20世纪90年代,我第一次听说了镜像神经元,当时的我和许多认知神经科学家一样,立刻对它产生了好奇。但直到镜像神经元理论开始涉及我自己的研究领域时,我才真正对它的性质和围绕它提出的种种假设产生了兴趣。我研究的是言语和语言的神经基础,特别关注言语知觉和感觉运动功能,例如:大脑如何接收各种气压波形成的气流(也就是在听人讲话时,进入你耳朵的东西),并将其转换为可识别的音节、词语、句子和意义?我们是怎么学会使用母语来清晰地发音的?学习第二语言时,为什么我们说话会带口音?为什么电话线路故障时,听到自己的回声会令我们讲话困难?在头脑中和自己讲话时,我们感觉好像听到了自己的声音,这种所谓的“心声”是从哪里来的,又有什么作用?这些例子都是我曾经(并将继续)致力于解答的问题。

科学家一致认为,镜像神经元可以回答所有这些问题,甚至更多的问题,持有这种观点的科学家越来越多。不久之后,在研讨会或其他场合上,我发现当我在介绍自己的研究时,却要回答有关镜像神经元的问题。“镜像神经元不能解释那个吗?”“那不可能,因为我们知道镜像神经元才是某某的基础……”猴子大脑的细胞能解释人类语言,对于这件事,我仍然感到深深地怀疑,却无法再对镜像神经元置若罔闻。

2008年春,针对这些猴子细胞,我开设并讲授了一门研究生课程。这门课的学习计划很简单:每周,我会和学生一起阅读几篇镜像神经元的原创性研究,然后在课堂上进行讨论和辩论。在更早的两年前,我和长期合作伙伴戴维·珀佩尔(David Poeppel)创建了一个博客,取名为“会说话的大脑”(Talking Brains)。为了拓宽这门课程的讨论范围,我通过这个博客进行在线授课,在博客上发布阅读清单,总结课程讨论,并主持了一次该课题的国际性研讨。

阅读这些论文让我了解到很多主张,这些主张令我惊讶,因为它们看起来并不那么合情合理。回想起来,在针对一篇极具影响力的镜像神经元综述进行课堂讨论后,我曾在博客上发表了一段评论,这段评论总结了我对整个研究现状的看法:

这是一篇很有意思的文章,但我不得不说,在我读过的文章中,这并不是最严谨的。文中充斥着大量的推测、循环论证的嫌疑、过度概括化的内容等。镜像神经元是神经系统中一种非常有意思的造物,这一点我们都同意。但要把它作为行为理解的基础,这种观点是完全不合逻辑的。

我自学了镜像神经元的基本知识并形成了一种怀疑的观点,之后,我带着这些想法继续授课。在后来举行的研讨会上,我会用大概10分钟的时间,就为什么镜像神经元并没有解答我所感兴趣的全部问题进行阐述。这本来是为自己的观点进行辩解,然而在一次讨论时,《认知神经科学杂志》(Journal of Cognitive Neuroscience)的编辑也在场,该杂志发表过好几篇与镜像神经元有关的论文。这位编辑问我有没有兴趣写一篇镜像神经元的评论文章,发表在这本杂志上。我答应了。后来,在2009年,尽管遭到一位匿名审稿人的强烈反对,这位编辑还是决定发表我这篇文章。这篇文章的题目是“用镜像神经元理论解释猴子和人类行为理解时的八个问题”,文章发表后受到了大量的关注,成了这本杂志中被下载次数最多的文章。

在本书后面的章节中,这篇文章提出的许多问题会在不同位置和不同背景下出现:

● 缺乏直接证据证明猴子的镜像神经元能解释动作理解(第3章)。

● 镜像神经元对动作理解并不是必要的(第4章和第6章)。

● 恒河猴的镜像神经元与人类大脑中类镜像系统的反应是不同的(第3章)。

● 人类的动作执行和动作理解是分离的(第4~8章)。

● 假定的人类镜像系统受到损伤后,并未造成动作理解能力的缺失(第4~6章)。

一头扎进这场辩论后,我开始着手开展自己的研究,想要在镜像神经元最重要的人类应用领域以及我自己的研究领域——语言(第5章和第6章)这个课题上,对镜像神经元理论进行检验。结果该理论并没有得到验证。例如,在一项针对语音识别、涉及100多位脑损伤(大多数是由中风造成的)个体进行的大规模研究中,我们发现,对语音的理解不足与听觉相关脑区的损伤有关,而非与假定的镜像系统有关(第5章)。

我也在语言领域之外就镜像神经元的应用继续开展研究,包括模仿(第8章)、自闭症(第9章)和共情(第2章、第8章和第9章),并继续在博客上分享我的收获。

你现在可能已经得出了结论,我围绕镜像神经元所写的文章多数是批评性的,指出了该理论在逻辑和实证依据上的许多不足。如果这样做研究,人的名声会变臭。就像美国前任众议院发言人萨姆·雷伯恩(Sam Rayburn)曾说过:“蠢驴也能把旧屋踢倒,但只有木匠才能把新房修起来。”我怀疑许多镜像神经元的研究者,或许还有其他领域的研究者,会将我的评论与雷伯恩所说的蠢驴视为同类。毕竟,科学研究就好比是建房子,踢倒旧屋是轻而易举的事情,要把它修起来却实属不易。首先我要承认,我已经完成了我应尽的“一踢”。然后,我要为自己辩解一下,我们这些对镜像神经元的论断持审慎怀疑态度的人,所要应付的并非只是一座旧屋。截止到2005年,该理论已经从“推测”(镜像神经元发现者所使用的词)变为不折不扣的理论堡垒。面对这种不可阻挡的强大趋势,推广其他观点的唯一途径就是尽可能地暴露出该理论的薄弱之处。我那篇《八个问题》的意图正是如此,从某种程度上说,本书也想达到同样的目的。

但我也具备木匠的某些技能,或者说,至少在看到一座建造精良的房屋时,我能将它识别出来。因此,这本书并非只是为了踢倒旧屋。接下来的章节囊括了大量讨论,就镜像神经元真正的作用(第8章)及大脑的沟通和认知功能(第5~10章)提出了另一种解释。

当我参与该课题的研究时,还没有出现多少怀疑者(至少是公开的怀疑者)。例如,大约在2000年的时候,维基百科上镜像神经元的词条中有一个“批评”专栏,只用3句话总结了我的《八个问题》。倒不是说我是唯一的反对声音,只不过我大概是最为明目张胆的“蠢驴”。今天,维基百科的词条中出现了“有关镜像神经元的怀疑”这样一个专栏,其内容有7个段落那么长,总结了来自多个学科的杰出科学家所发出的批评声。针对镜像神经元以及人类认知本质的国际性争论已经白热化。镜像神经元不再像从前一样,是神经科学和心理学领域的摇滚巨星。在我看来,就有关沟通和认知的神经科学而言,有一种更为复杂和有趣的主张正受到青睐,而我在这一主张上比其他人稍稍领先。