镜像神经元的历史演变

镜像神经元于20世纪末由意大利帕尔马大学首次发现。这一发现证明了猴子大脑中存在一种特殊的神经元,能够像照镜子一样通过内部模仿来识别被观察对象的动作和行为的潜在意义,并做出相应的情绪反应。这一发现一经发表,立即在全世界科学界引起巨大反响。研究人员将这种具有特殊能力的神经元称为“大脑镜像”。

1996

李·佐拉提(Li Zoratti)及其同事发现,恒河猴前运动皮层F5区的神经元不仅在做出动作时兴奋,在看到其他猴子或人做类似动作时也会兴奋。他们将这些神经元命名为镜像神经元。

1998

根据经颅磁刺激和正电子发射断层扫描获得的证据,佐拉提提出人类也有镜像神经元,其中一部分存在于大脑皮层的Bullokar区(控制言语、运动和理解语言的区域)。他进一步提出,正是有了这个镜像神经元系统,人类才能理解他人的行动意图,同时与他人交流。

1999

Iacoboni等人发现镜像神经元系统会在动作模仿和模仿学习中发挥作用。利用功能性磁共振成像(fMRI),他们观察了志愿者模仿动作时大脑皮层中的大泡状突起区域的活动。

在2000年

Nobuyuki Nishigu和Harry(女)的研究表明,Bullokar区是镜像神经系统的协调中心。

2001年

Williams等人提出镜像神经元系统的损伤与自闭症有内在联系。

2002年

Nobuyuki Nishigu和Harry报告了他们的实验结果:当他们向志愿者展示各种嘴型的图片时,这些志愿者的镜像神经系统的所有部分都按照一定的顺序被激活。这个顺序是:视皮层-颞叶上皮层-顶叶下皮层-大泡状区-初级活动皮层。

亚科博尼指出,在大脑皮层中,镜像神经系统与大脑的“边缘系统”相连。边缘系统是一个与情绪和记忆密切相关的区域。

科勒通过对恒河猴的实验确定了一类镜像神经元:这些神经元可以处理抽象信息,比如特定动作的含义、与这些动作相关的声音或者描述这些动作的语言。

2003年

科勒后来发现,视听镜像神经元具有区分不同动作的能力,特别是当两个动作同时具有听觉和视觉信息时,镜像神经元的分辨率达到97%。

Gendelucci和Meister领导的研究小组分别证实了镜像神经元系统是肢体语言和口头语言交流的共同基础,从而揭示了这一系统在语言从肢体动作向现代语言演变中的作用。

2005年

Ferrari在猴子的大脑皮层中发现了另一种镜像神经元:工具反应镜像神经元。当猴子看到实验者拿着工具,如杆子或钳子时,这些镜像神经元的反应非常强烈,但当实验者徒手做动作时,它们的反应没有那么强烈。

阿尔比布提出,精神分裂症患者的镜像神经系统可能受损,以至于无法识别自己的动作和语言。这些患者把自己说的话当成另一个人说的话,从而产生幻听。

Joseph等人测量了自闭症患者大脑皮层的厚度,发现这些患者的镜像神经元皮层比正常人更薄,而且病情越严重,这个皮层越薄。

2006年

格里德利写道,镜像神经元的功能可能解释了为什么一些听众会错误地感受萨克斯音乐所表达的情绪,并将其解读为愤怒。

桑顿认为自闭症的形成与婴儿期的干扰有关。这种环境干扰可能是电磁辐射。发育中的婴儿的镜像神经系统对电磁辐射非常敏感。

Giovanni等人正试图利用镜像神经元的特性,对中风后上肢瘫痪患者进行系统训练,使其能够观察和模仿大脑中的一些动作,从而使其神经系统恢复对动作的控制和协调能力,并得到康复。

Wake等人发现,当志愿者看到视频中的人物做出恶心和不舒服的表情时,他们的大脑皮层反应与闻到难闻气味时是一样的。这种皮层反应集中在镜像神经元分布的区域。

通过比较吸烟者和不吸烟者的脑电图,皮内达发现吸烟改变了人的镜像神经系统,使人对香烟更加上瘾。

Scheffler等人的研究表明,人在观察机器人的动作时,不会出现观察人类动作时的那种大脑皮层反应,这说明镜像神经系统更偏好动物的动作。

镜像神经元的研究成果应用于人工智能的发展,在机器人动作的识别和协调方面取得了突破。