書評|小小的神經元刷新了大大的世界

2019年1月3日10時26分,我國的嫦娥四號探測器成功登陸月球背面,并通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖。這一消息出來的時候,可以說舉國沸騰,到處是相關情況的文章和報道。

21世紀的今天,毫不夸張地說,我們上可以探索浩瀚的宇宙,下可以進入廣闊的海洋,對地球內外的空間和物質愈加地了解。自豪的同時,也有另一個問題,那就是我們對自身又有多少了解?

單就伸手取物而言,這樣簡單的動作在我們看來再平常不過,但卻有一套復雜的神經反應機制。即便是其中最基本的單元和功能結構神經元,也仍然承載了許多人類尚未參透的奧秘。

《我看見的你就是我自己》就向我們介紹了20世紀末發現的一類非常重要的神經元—鏡像神經元。不過,這不是一本有趣的科普書,而是記者安東尼奧·尼奧利對發現者賈科莫·里佐拉蒂的一次采訪。作為一位知名的神經科學家,賈科莫·里佐拉蒂具有嚴謹的科學態度,對話之中雖然力求簡明易懂,但對外行來說仍稍嫌專業。

縱觀整個采訪,其中有里佐拉蒂個人的從業經歷,有神經學發展歷史的簡單介紹,有讓人大費腦細胞的專業名詞,也有鏡像神經元為人類帶來的影響和未來的發展方向。然而,撇開種種,鏡像神經元最直接的意義莫過于讓我們對自身的認知更上了一個層次。無論是莫名的情緒感染,整個社會的文明傳播,還是棘手疾病的產生和治療,其背后的原理和機制都隨著里佐拉蒂們的努力而愈加地清晰、明了,并朝著一個更加可知的方向發展下去。

偶然的動作成就了驚人的發現

1996年,里佐拉蒂帶領著他的團隊一如既往地在實驗室內觀察猴子,希望在其大腦神經的運動系統中獲得新發現。

這一天,其中一位研究人員拿著冰激凌來到了實驗室,但沒有直接遞給頭上帶著電極的猴子,而是自己舔了一口。從他進門開始,饞嘴的猴子就一直盯著望。而在看到他吃冰激凌的時候,猴子大腦內的前運動系統有神經元被激活了。這些神經元正是猴子自己吃東西時被激活神經元的一部分。

研究人員以前從未見到過這種現象,于是又做了幾次實驗,確認做出了新的發現后,正式把這部分神經元命名為“鏡像神經元。”之所以叫該名稱,是因為這種神經元就像一面鏡子,觀察別人的時候仿佛照出了自己,通過內部模仿的形式,識別出別人行為的意義,并做出相應的情感反應。

兩年之后,他們又通過經顱磁刺激技術和正電子斷層掃描技術確認了人類也存在鏡像機制。而且,較之于猴子,我們的鏡像神經元更加復雜和多元,對自身的影響自然更大、更廣。根據目前的研究成果,科學家們發現該機制在語言、記憶、情緒、動作、疾病、文化傳播等各個領域都發揮著重要的作用。國際著名神經科學家維萊亞努爾·拉馬錢德蘭甚至斷言:“鏡像神經元之于心理學,猶如DNA之于生物學。”

我能感受并理解你的情緒

辦公室里,同事因為遲到被罰了,很不開心。你想到自己也才有孩子,經常被纏住走不了而趕不上地鐵,所以很理解他的心情,就跑過去安慰對方。

看到沒有?我們不是通過認知去理解他人的情感,而是像親自體會到一樣直接感受。這就是共情背后的鏡像原理。

關于這一理論,研究人員當時設計了個好玩的臭雞蛋實驗,想要“用氣味激發情感。”也就是,實驗對象被分成兩組,一組直接聞臭雞蛋,一組觀看別人聞的模樣。結果,兩組人員都會出現同樣的惡心表情。而核磁共振成像技術也證明了這一點,即兩種條件下實驗對象大腦內被激活的情感區域一模一樣。

不過,共情雖然建立在我們已有的自然屬性之上,但卻無法隨時打開。它是在各種外部條件的綜合作用下產生的。也就是說,我們看到演員表演走鋼絲會提著一口氣,替他擔心;同時,我們也可能無法理解別人在工作上的難處,只會無情地苛責。這都是正常的。

模仿助力文化的傳承

市場經濟下,最常見的就是一窩蜂。今年種大蒜掙錢,接著就有很多農民種蒜。明年炒房子掙錢,房市馬上就會火爆起來。

你可能會說這就是看不見的手在起著調解作用嘛。對,但還有另外一個生理上的重要因素,那就是人會模仿。驚訝的同時,是不是想難道動物不會?實驗證明,真的只有人會模仿,動物最多只會仿效。

這兩者聽上去好像一樣,但其實大為不同。我們人類的兒童一歲時就能模仿成人,精確地重復自己觀察到的動作;靈長類的動物只能再現看到的動作目標,卻無法完成動作本身。這就是模仿和仿效之間的差別。

究其原因,依然是人類的鏡像機制在發揮作用。里佐拉蒂和同伴們為此也設計了一個實驗,即請一些沒有演奏過吉他的人觀察老師彈奏和弦后重復。研究人員主要監測四個過程:觀察;準備;演奏;休息。觀察階段,頂葉-顳葉的鏡像機制已開始激活(意料之中)。準備過程中,這條回路依然處于激活狀態(新的發現)。但若不模仿,先前激活的區域就全都消失了(意料之外)。

據此,科學家們得出了如下結論:鏡像系統首先將模仿的動作切分成基礎的運動行為,而這些行為早就存在于自己的存儲倉庫里;接著會根據新任務的要求,重新組織這些運動行為,形成新的模式。

而正是因為我們的祖先會模仿,人類社會才發展到了今天的地步。試想一下,茹毛飲血的時代,有個聰明人做了件好用的工具,可其他人不會模仿,那我們的文明還會進步嗎?

破碎的鏡子和棘手的自閉癥

周末,餐廳里,你和朋友聚在一起吃飯、聊天。旁邊坐著一老一小,老的不停地講話,小的就跟沒聽到似的,只悶頭排列桌上的餐具。老的想喝水,拿起茶杯要倒水,結果小的很憤怒,捶打著老的奪過了茶杯,繼續擺在原來的地方。你看不下去了,覺得這孩子太沒規矩,家里人還那么縱容…

可是,要是我告訴你這孩子有自閉癥呢?他之所以做出以上這些行為,更多是因為生理缺陷使然,而非心理因素。

里佐拉蒂和他的團隊們曾針對自閉癥兒童做了兩個實驗。在第一個實驗里,正常兒童和自閉癥兒童要完成兩個動作,一個是拿起巧克力放到嘴里,一個是撿起紙放到容器里。完成第一個動作時,正常兒童剛拿起巧克力,負責張嘴的肌肉就被激活了;但自閉癥兒童則不會,直到巧克力快到嘴邊時,肌肉才活動。進行第二個動作時,雙方的表現一樣。

由此得到結論:正常兒童能提前很久規劃好自己的運動行為,也知道如何完成,但自閉癥兒童不行。后者明白自己想要什么,可是難以把意圖轉化成行為,只是在完成一個單獨的動作。而且,每進行一步,都得想想下面干什么。

在第二實驗中,正常兒童和自閉癥兒童只是觀察他人吃巧克力或拿東西。這次,兩組的實驗結果反差尤為明顯。在看到實驗員吃巧克力時,正常兒童的嘴部肌肉會被激活,但自閉癥兒童不會,因為無法理解他人的行為。

所以,在許多關于自閉癥的報道中,我們會看到他們有社交障礙、行為刻板。畢竟,當理解他人變得很費勁時,人更愿意選擇置身事外,沉浸在自己的世界中。

目前,里佐拉蒂他們認為自閉癥表現出來的運動計劃缺陷(第一個實驗)和理解缺陷(第二個實驗)都來自于大腦中的運動系統。因為遺傳的因素,運動系統沒有發育好,動作的計劃能力就會出現缺陷。而正處于運動系統的鏡像神經元也會出現發育上的問題,導致理解能力出現缺陷。

自閉癥不容易被發現,而一旦診斷(三歲左右)已過了最佳治療期(一歲之前)。但凡事沒有絕對。在孩子出生的頭一年,也就是所謂的情感關鍵期,父母一定給予他們足夠的關愛和交流,通過外部的刺激促使神經基礎的發育。與此同時,父母要跟患自閉癥的孩子保持親近的距離,觀察他們發出的細微信號,捕捉哪怕最小的興趣點,從而跟上他們的步調,進行引導。最終,即使無法治愈,也會有很大改善。

結語

直到今天,研究人員們又發現了更多的鏡像神經元,對它的解讀也更進了一步。但是,依然有許多的謎團尚未解開。人類自身就如浩瀚的宇宙一樣,有許多神秘的機制,唯有科學的進步才能帶來更多的了解。

如果你對人類有著濃厚的興趣,不妨讀一讀《我看見的你就是我自己》。它不但介紹了一類新的神經元,更提供了一個不同的角度看待自身和社會,讓人產生一種頓悟:“噢,原來人本身是這么有趣和了不起….”

注:圖片皆來自網絡。

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