互动科普

观摩也是治病良方

撰文  费迪南德·宾科夫斯基（Ferdinand Binkofski）

         乔瓦尼·布奇诺（Giovanni Buccino）

翻译  波特

1996年，意大利帕尔马大学的神经科学家贾科莫·里佐拉蒂（Giacomo Rizzolatti）和他的同事公布了一项重大发现。他们通过试验，记录负责两只豚尾猴（pigtail macaques）爪子运动时神经元的电活动。正如研究人员所料，当豚尾猴抓起放在它们面前的花生时，这些神经元会变得活跃起来。然而，出乎人们意料的是，当实验室里的一位科学家抓那些花生时，猴子虽然没有做任何动作，但看到科学家的举动，猴子大脑中的神经元同样被激活了，就像它们自己做了这个动作一样。（参见《环球科学》2006年第12期《镜像神经元 大脑中的魔镜》一文。）

利用功能性磁共振成像（fMRI），里佐拉蒂和他的同事很快证实，同样的现象也会出现在人类身上。他们把大脑内那些起作用的神经细胞称为“镜像神经元”。这些细胞看上去和其他神经元类似，却具有令人震惊的双重功能：在任何直接行为（如咀嚼食物、扔球、展现舞姿等）进行时，不管是我们自己做这些动作，还是看到别人这样做，这些神经元都会被激活。实际上，当我们跟随其他人的动作，开始活动时，我们的大脑会有意识地模仿这些动作。人们认为，镜像神经元在大脑中负责计划和启动运动的区域里大量存在，包括初级运动皮层（primary motor cortex）、运动前皮层（premotor cortex）和运动辅助区（supplementary motor areas）。

自从里佐拉蒂发现镜像神经元以来，其他科学家也相继揭示出，镜像神经元不仅可以反映他人的动作，还可以反映他人的意图和情感。这个发现带给了科学家新的视角，来重新看待人类的移情作用、语言进化和心智方面的各种理论。

东施效颦也治病

2001年，布奇诺领导的帕尔马大学的另一个研究小组，利用功能性磁共振成像，跟踪受试者的大脑活动。布奇诺让受试者观看一系列展现嘴、手或脚运动的视频。视频被关掉后，当他们再次看到嘴的运动时，相关的神经元仍会保持活跃；同样，看过手和脚影像的人，相应的大脑区域也会保持活跃。这种神经元活跃现象在动作消失后依然存在——其实，受试者并没有真正做过这些动作——但他们大脑的反应却与视频内容十分吻合。

在物理治疗期间，靠近损伤处的大脑区域会经常练习丧失的功能，这是一个渐进的过程。从逻辑上讲，如果那些出现问题的神经元能扮演它们的新角色，也许这种转变过程会进行得更快。为了验证这个思路，我们让中风患者参加了在德国石勒苏益格-荷尔斯泰因大学吕贝克医学中心进行的一个为期40天的复原计划。我们让受试者看一个6分钟的影片，影片展现了一系列运动——如伸胳膊、张开手掌、抓苹果等，然后让受试者尝试模仿这些动作。我们发现，与那些没有观看视频的对照组受试者相比，这些患者运动能力明显改善得更快。

在最近的一次随访研究中，我们证实，这种治疗使22位胳膊和手活动困难的中风患者得到了同样的改善。在每次治疗课程前后，让他们观看人们日常手部运动的短片，会使物理治疗进展得更快。在功能性磁共振成像技术的帮助下，我们发现，当这种运动能力改善时，相关的皮层区域会变得更加活跃。观看视频明显增强了那些负责运动的大脑区域。大脑内部的模仿让受试者更容易完成真实的动作。

闭门造车的运动员？

实际上，我们的镜像神经元对许多运动都能作出反应，但研究表明，它们的活跃程度取决于我们对看到的动作有多熟悉。模仿全新的动作——如一项新的体育运动——比一项司空见惯的任务，需要更多有意识的控制。布奇诺和他的同事给受试者展示了不同的录像，里面有人、猿和狗吃东西或交流的镜头：人的嘴巴在动，好像在说话；猿皱起嘴唇；狗在叫。有趣的是，咀嚼的动作总是能让受试者的镜像神经元活跃起来。而交流的镜头中，只有当人的嘴唇运动时，镜像神经元才会被激活。

我们的镜像神经元很可能只对我们部分运动技能起反应。因此，观察者显然也需要理解他人的意图，来激发自己的活动前神经中枢。美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的神经科学家马尔科·亚科伯尼（Marco Iacoboni）做了一个有趣的实验，他让受试者观看人们做同样动作，但终止点不同的短片。在一个场景中，一个人拿起杯子喝东西；在另一个场景里，他拿起杯子来清洗；此外，还有一组镜头展现了拿杯子这个动作本身，没有任何目的；另一组镜头只展示了一套盘子和杯子，没有任何动作。艾科伯尼发现，不论是单独的动作，还是单独的场景，都无法让镜像神经元表现出动作和场景都出现时的活跃程度。缺乏目标的动作可能对帮助人们重新学习特定的动作没有帮助。

进一步研究还将揭示，不论是我们学习的方式，还是我们创造出独特文化的方式，许多基本的人类本性都与镜像神经元有关。同时，中风患者一定能利用这个非凡的系统获得许多益处。