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神秘的镜像神经元

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目录

版权信息

前言

倔驴踢倒旧屋,木匠修建新房

01 猴子大脑中的意外收获发现镜像神经元

能够理解动作的神经元

从F5区到布洛卡区

02 人类心智的“DNA”镜像神经元引发热潮

镜像模仿机制不断扩展

无处不在的镜像神经元

03 从猴子到人类探索人类镜像系统

人类镜像系统的早期研究:物种间差异被忽略

继续探索:在人类大脑中发现类镜像系统

04 逆行的行星镜像神经元理论中的异常现象

异常现象1:说不出,但能听懂

异常现象2:做不出,但能理解

异常现象3:无法执行动作,但能识别动作

异常现象4:面瘫没有表情,但能理解情绪

异常现象5:映射可能会阻碍恰当的反应

异常现象6:镜像系统具有很强的可塑性

异常现象7:大脑对内容与方式的加工是分离的

异常现象8:理解在前,模仿在后

异常现象说明了什么

05 大脑如何听懂人言言语知觉的神经基础

我们听到的是语音还是发音动作

镜像神经元是否可以验证运动理论

不会说话的患者能否听懂人言

运动系统对语义理解的深层次作用

06 通过身体来理解运动理解的神经基础

信息加工:人脑计算机

具身认知:依靠感觉和运动认知世界

概念性知识是完全抽象的吗

从具身观到模仿和镜像神经元

07 三明治还是三位一体感觉、运动、理解的关系

没有感觉就无法运动

运动促进了知觉和理解

超越感觉和运动,达到抽象理解

重新搭建动作理解的神经网络

08 人类天生爱模仿模仿的神经基础

模仿是我们生而为人的关键能力

镜像神经元是模仿的神经基础吗

重新定义模仿

猴子也模仿

人类的模仿为何更胜一筹

09 破碎的魔镜与强烈的世界解读自闭症

同样的行为,不同的解释

自闭症的临床诊断标准

破镜理论和心智化损伤理论

强烈世界假说

10 在科学之路上曲折前行展望镜像神经元的未来

踢倒旧屋:镜像神经元神话不再

修建新房:预测性编码理论初探

附录一 脑组织入门

附录二 认知神经科学工具箱

1988年,以贾科莫·里佐拉蒂(Giacomo Rizzolatti)为首的一群神经科学家,在意大利帕尔马开展了一项实验研究,试图了解位于恒河猴前运动皮层的神经元是如何控制抓握动作的(脑组织入门知识及其术语见书后附录一)。该团队采用了“单细胞记录技术”,在动物完成任务的过程中,以插入大脑的微电极探针测量单个神经元的电活动。换句话说,当一个神经元向其他神经元传递信息时,会发射出电信号,这种电信号叫作动作电位,也叫“峰电位”,微电极可以探测出这种动作电位的信号。我们可以把动作电位看作是神经元语言的基本元素,把单细胞记录技术看作一种窃听神经元对话的方法。实验证明,该方法是可靠的,经常被作为动物神经生理学研究的黄金标准。然而,使用该方法也容易犯错,尤其是在解读神经编码内容时,很难确定关于神经细胞的信息加工功能,放电模式到底能告诉我们哪些信息。

能够理解动作的神经元

当帕尔马团队开始进行实验时,该实验室先前开展的研究已经表明,猴子在执行抓握动作时,在脑中某个被称为F5的区域(额叶第5区;见图1-1)里,细胞产生了更强烈的放电。这种放电模式与抓握的具体动作有关:一些细胞在“精细抓握”时反应更大(例如用大拇指和食指拿葡萄干),而另一些细胞则在全手抓握时反应更大(例如抓起一只橙子)。看样子,在猴子抓握物体时,这些细胞似乎是对猴子可能采取的具体抓握类型进行编码。除此之外,前期实验数据还间接表明,当猴子仅仅看到可被抓握的物体时,F5区域的一部分抓握神经元也产生了放电。

有意思的是,抓握过程中神经元所“偏好”的抓握类型(即放电最强的抓握类型)与观察过程中神经元所偏好的物体类型,两者往往是匹配的。

举例来说,只有在呈现小物件时,精细抓握对应的神经元才会有所反应。这表示物体形状与抓握该物体所需采取的抓握类型存在关联,而神经元的放电模式正是对这种关联进行编码的。基于这一观察结果,有关F5区神经元的可行假说即为:这些细胞表征了某类可能发生的运动动作的词汇库,物体的感觉特征输入后,会从运动词汇库中选择适合的动作1。例如,当看到一个网球大小的物体时,编码全手抓握的神经元就会被激活;而当看到一个葡萄干大小的物体时,编码精细抓握的神经元会被激活。