「心理学」十八个细胞:帕尔马的偶然,怎样长成了一套人性理论

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帕尔马大学的实验室在夏天很闷。1991 年,Vittorio Gallese 在正式记录开始之前,随手抓起几个物件在笼子外面晃,确认猴子有没有在看。监视器响了。那种短促的、像电流击穿扬声器的噼啪声,平常只在猴子自己伸手抓东西的时候出现。

Gallese 把这件事记下来,又过了很久才敢相信。1992 年,他和 Giacomo Rizzolatti 的团队在《Experimental Brain Research》上报告了这个现象。记录位置是猕猴前运动皮层的 F5 区,一共 184 个神经元,其中 18 个在猴子自己抓握和看见别人抓握时都放电。18 个,占 9.8%。

四年后,同一批人在《Brain》上把研究做得更完整:532 个神经元,92 个符合条件,占 17.3%。这 92 个里有 30% 是「严格一致」的,猴子自己用精确钳握抓,看别人用精确钳握抓,它放电;换成整个手掌包住,它就不响应。剩下的算「宽泛一致」,对两三种相近动作都有反应。这批细胞被命名为 mirror neurons。

今天被反复引用的「532 个里 92 个」出自 1996 年那篇,发现时刻的 184 和 18 反而很少有人提。一个概念的出生证明上写的是 18,人们记住的是 92。

原始实验的设计相当干净。那个年代的记录方式是单细胞电极,猴子被固定在特制的椅子上,一根细钨丝穿过颅骨插进皮层,旁边一台音频放大器把放电变成声音,方便实验者一边听一边判断。他们做过一组很关键的对照:只给猴子看物体,不响应;只给猴子看实验者的手在空中比划,不响应;只有当手伸向物体、两者发生接触时,细胞才放电。这说明这些细胞编码的不是「手」也不是「苹果」,而是「手对苹果做了什么」。在 1992 年,这个结论已经足够让人坐直。

关于那个下午,流传最广的版本是冰淇淋。2006 年《纽约时报》记者 Sandra Blakeslee 写过一篇《Cells That Read Minds》,里面说一名研究生拿着甜筒走进实验室,猴子盯着他,当甜筒举到嘴边,监视器又响了。这个故事被译成中文,进了教科书。但它和 Quanta 杂志 2024 年重访这段历史时得到的叙述对不上,那一版里,是 Gallese 自己在实验开始前抓物件给猴子看。冰淇淋或许是另一个下午,或许是记者的润色。Rizzolatti 本人只留下一句可以确证的话:「我们花了好几年才相信自己看到的东西。」

版本之争不影响后面的事。一个实验室里的意外,在传播中获得了一个有画面、有情绪、有因果的开场,而画面一旦成形,比数据更难更正。

从十八个细胞到一个筐

2000 年,V. S. Ramachandran 在 Edge.org 上发了一篇文章,标题长得像个宣言:《Mirror Neurons and Imitation Learning as the Driving Force Behind「the Great Leap Forward」in Human Evolution》。他在文中写了一句后来被引用到磨损的话:「我预测,镜像神经元之于心理学,将会像 DNA 之于生物学。它会提供一个统一的框架,帮助解释一大批此前既神秘又无法实验的心理能力。」

这句话在 2000 年有它的分量。当时认知神经科学正缺一个能同时解释社会性、语言、模仿、共情的统一机制。功能磁共振刚普及,脑区定位的描述铺天盖地,但没人说得清这些区域靠什么连起来。镜像神经元给了一个极简洁的答案:同一个细胞既管做,又管懂。理解因此不需要推理,只需要内部模拟。

Rizzolatti 在 2006 年接受采访时把意思说得更漂亮:「镜像神经元让我们把握他人的心智,靠的不是概念推理,而是直接模拟。靠感觉,不靠思考。」这句话有力量,因为它许诺了一种免于思考的理解。

接下来十年,镜像神经元变成了一个筐。语言起源、文化传递、艺术欣赏、利他、心理治疗、孤独症、暴力影像的影响,甚至「为什么很多男性喜欢色情片」,都被装了进去。最后那一项就出现在《纽约时报》那篇报道里,作者写它的时候没有加任何限定词。到 2013 年,标题里带 mirror neuron 的论文一年超过 300 篇。

一个不接受它的病人

加州大学欧文分校的 Gregory Hickok 是做失语症的。2000 年代初,他发现人听别人说话时,负责言语产出的运动区也会亮。这个现象本身不惊人,运动系统参与感知,当时已经知道。但同行开始用镜像神经元的框架解释他的数据:听,就是在心里默默地说。

Hickok 认为这个解释站不住,理由近乎粗暴。如果一个机制同时承担做和懂,那么损坏它,应该两样一起坏。而临床事实是,布洛卡区受损的病人说不出完整的句子,却完全听得懂别人讲话。他在上百位脑损伤患者里做过测试,语音理解障碍跟听觉相关脑区的损伤挂钩,跟假定的镜像系统无关。2009 年,他把这些论证写成《Eight Problems for the Mirror Neuron Theory of Action Understanding in Monkeys and Humans》,发表在《Journal of Cognitive Neuroscience》。那期的主编是主动约稿的,一位匿名审稿人则强烈反对刊登。

八条里最锋利的一条在概念层面。Hickok 举了个例子:把瓶子里的液体倒进杯子,这个动作可以被理解成倒、灌、清空、倾、翻、洒(如果倒歪了),甚至可以被理解成违抗(如果倒水的人被要求别倒)。同一段运动轨迹,对应的意义可以无限多,运动表征分不清这些意义。如果说镜像神经元编码的是目标而非动作,那它要面对另一个麻烦:同一个目标可以有无数种实现方式,用壶倒、拧开水龙头、把杯子伸进雨里、挖口井抽水,甚至叫别人去做。目标与实现目标的运动程序之间,必须有一道界线。

2015 年,纽约大学心智、脑与意识中心办了场公开辩论,两人第一次同台。Gallese 说 Hickok 那本书的书名《The Myth of Mirror Neurons》不太公平,Hickok 承认自己踢倒了旧房子但没盖新的。台上两个人互相打趣,气氛比预想的温和。辩论结束后他们一起去喝了啤酒,还合了影,Hickok 把照片发在推特上。

学术争论很少这样收场。多数时候,被推翻的一方沉默,推翻的一方继续往前,两边的学生不再互相引用。这场辩论的温和倒像是一个提示:他们争的可能不是同一件事。Hickok 反对的是镜像神经元足以解释动作理解,Gallese 坚持的是镜像机制真实存在且重要。两个命题并不互斥。可到了传播里,它们被压成了一句「镜像神经元是错的」,或者「镜像神经元是对的」。

猴子那边也没说那么满

猴子实验做得极漂亮,问题出在推论的距离上。

1996 年那篇论文的结尾写得很谨慎:这群细胞构成一个匹配观察与执行的系统,它讨论这个系统在动作识别中可能的作用,用的是「可能」这个限定词。2001 年,Umiltà 的团队做了个更巧的设计:在猴子和目标物之间放一块挡板,猴子看不到手抓东西的过程,只看到手消失在挡板后面,再出现时东西已经在手里。一部分镜像神经元照样放电,而且只在动作合理的时候放电。这个结果被读成猴子推断出了看不见的动作。

Fogassi 在 2005 年从顶叶记到另一类细胞:同样是抓,抓起来送进嘴里和抓起来放进容器,放电强度不一样。这是目标编码说最有力的证据,同一套运动,不同意图,细胞反应不同。

Kraskov 2009 年的发现让画面变复杂了。他在 F5 记录到一类锥体束神经元,猴子自己抓的时候放电,看别人抓的时候被抑制。如果这套系统的主业是镜像,为什么需要专门有一批细胞在观察时被压住?一个合理的解释恰好相反:观察时运动系统需要被主动关掉,否则看到别人抓东西,自己会跟着抓。Mukamel 2010 年在人身上也看到了同样的模式,一部分细胞执行时兴奋、观察时抑制,他给出的解读是防止观察者自动模仿。

一个需要被主动压住的系统,同时又要充当理解他人的器官,这个组合很难解释。

更要紧的是,从来没有任何一个实验测到过猴子的理解。测到的是放电。理解是实验者从放电里读出来的东西,这个跨度有多大,写论文的人自己清楚,转述的人不一定清楚。

三根柱子

这个理论后来长出三个衍生分支,都在 2010 年代遭遇了系统检验。

第一个是孤独症的破镜说。2001 年,Williams 等四人提出,孤独症的核心缺陷可能是镜像系统受损,患者因此无法通过内部模拟理解他人。这个假说流行得极快,因为它把一整套复杂的社交困难压缩成了一个可定位的病灶。2013 年,诺丁汉大学的 Antonia Hamilton 做了系统综述,纳入 25 项用 EEG、MEG、TMS、EMG、眼动、fMRI 研究孤独症镜像功能的研究。8 项 EEG 里只有 1 项报告了可靠的组别与任务交互;4 项眼动研究全部显示行为正常;8 项 fMRI 里,用情绪刺激的 4 项有组间差异,用非情绪手部动作的 4 项基本没有。她写下的结论是,这些数据不支持镜像系统在孤独症中存在全局性功能障碍。

第二个是语言起源说。1998 年 Rizzolatti 与 Arbib 提出,语言可能是从手势的镜像机制演化出来的,人类布洛卡区是 F5 的同源结构。这个说法有吸引力,因为 1996 年那篇论文的结尾就埋了一句预言:F5 与布洛卡区同源。可同源只是解剖位置的对应,不等于功能相同。2009 年,Lotto、Hickok 与 Holt 在《Trends in Cognitive Sciences》上逐条反驳了言语感知的镜像理论。失语症数据仍然是最硬的一击。

第三个是新生儿模仿。1977 年,Meltzoff 与 Moore 在《Science》上报了 12 个出生 12 到 21 天的婴儿,其中 6 个在成人伸舌头时也伸舌头。这个实验是镜像系统天生存在的最早支柱,也是无数发展心理学教科书的插图。2016 年,昆士兰大学的 Oostenbroek 团队做了一次规模大得多的纵向研究:106 个婴儿,11 种示范动作,在 1 周、3 周、6 周、9 周各测一次。结果显示,婴儿做出某个动作的概率,跟他们看到的是不是同一个动作无关。他们甚至能在部分切片数据里复现出 1977 年的阳性结果,然后指出那只是比较条件受限造成的假象。论文的措辞很克制:新生儿模仿的先天模块假说应当被修改或放弃。

人身上只有过一次直接记录

镜像神经元的存在本身没有争议。猴子身上的记录一直在,2023 年斯坦福的团队在《Cell》上报告了小鼠身上与攻击行为相关的镜像细胞,把这类细胞的分布推到了运动皮层之外。

真正稀缺的是人身上的直接证据。到 2020 年为止,单细胞层面的记录只有一次:Mukamel 与 Fried 在 2010 年,借 21 位难治性癫痫患者做术前评估的机会,用已经植入颅内的深部电极,记录了 1177 个神经元。他们在辅助运动区和海马周围找到了同时参与执行与观察的细胞,还有一批执行时兴奋、观察时抑制的细胞。

这个结果重要,但它同时说明了两件事。人类镜像细胞的位置不在 F5 的同源区,而在辅助运动区和内侧颞叶,后者主管记忆。除这一次之外,所有关于人类镜像系统的说法,都建立在 fMRI 的 BOLD 信号、TMS 的运动诱发电位、EEG 的 mu 节律抑制这些间接指标上。间接指标能说明某个脑区在观察动作时活跃,说明不了那个脑区里的细胞在理解。

概念的滑坡也发生在这里。原始定义清楚:一个运动细胞,自己做一个动作和看别人做同一个动作时都放电。后来这个定义被不断扩张,扩到包含情绪、意图、社会意义,最后变得无法证伪。Hickok 在 2024 年说,它已经成了一个不可检验的理论。研究者开始换词,动作激活网络这类说法在近年的论文里越来越多。Gallese 说,很多人怕在标题里写 mirror neuron,怕被拒稿。

切肥皂的人

短视频平台上有一类内容,看完身体会有反应:切肥皂、揉面、把干水泥刮平、把一块蜂蜡压进模具。评论区常有人说看着就舒服,也常有人把这种舒服解释成镜像神经元被激活了。

这个解释听起来顺,但它跳过了好几步。看别人做动作时,观看者的运动皮层确实会有亚阈值激活,这是 1990 年代以来反复验证过的现象。可这种激活与舒服之间没有已知的因果链。更可能的解释在别处:动作可预测,降低了认知负荷;节奏重复,注意松弛下来;从乱到整的闭环,给了预期一个落点。这些机制都不需要镜像神经元。

体育观赛是另一个例子。看球时腿会跟着动,看别人摔倒自己会缩一下。这种体验是真的,相当普遍。可把它归给内部模拟,是把一个可观察的行为贴上了一个尚未证实的机制标签。标签一旦贴上,讨论就停了:不用再问运动皮层的预激活究竟在算什么,不用再问预测编码能不能解释,一句镜像神经元就够了。

解释来得太快,快到没人再往下问。

敏感期与表情识别

早教行业在 2010 年代吸收了一批神经科学词汇,镜像神经元敏感期是流通得比较广的一个。逻辑大致是:既然理解他人靠模仿,那么 0 到 3 岁的模仿训练就决定了共情能力。这套说法在商业上非常有效,因为它许诺了一个窗口期,而窗口期天然带着紧迫感。

它的证据基础,恰好是被 Oostenbroek 那个研究削掉的一块。如果新生儿根本不模仿,那么模仿训练越早越好的前提就不成立。

公共层面还有一个更新的场景:情感计算。2010 年代中后期,一批做面部表情识别的公司用镜像神经元给自己背书,逻辑是既然人能通过微表情读取情绪,机器也可以。这个类比的漏洞在于,人类读取情绪的能力本身就不依赖一套可分离的表情编码系统,Barrett 团队 2019 年在《Psychological Science in the Public Interest》上那篇综述已经把这一点讲得很清楚。用一个有争议的神经机制去论证一条有争议的技术路线,两头的确定性都不够。

有个数字值得记一下。标题里带 mirror neuron 的论文,2013 年超过 300 篇,2020 年不到 150 篇。七年减半。结论没有被推翻,是这个词不再能承载它被要求承载的东西。

还空着的那块地

有个问题至今没有答案,而且比镜像神经元是不是理解的器官更基础:为什么人在看别人做动作时,自己的运动系统会亮。

这个现象是真的。猴子身上有,人身上有,fMRI、TMS、EEG 都能测到,效应稳定。它需要一个解释。目前的候选至少三个:运动系统在做预测,用自己会的动作去估算对方下一步;运动激活是注意的副产品,被观察的动作占用了注意资源,顺带激活了相关运动程序;或者如 Cecilia Heyes 从 2010 年起一直主张的,这是联想学习的结果,看与做在发育早期被反复配对,久而久之形成了感觉与运动的联结,与先天无关。

三种解释都比内部模拟导致理解要窄,也都还在争。

Gallese 在 2024 年说过一句话,大意是,他不认为有谁被审视得像他们这么深。这句话里有委屈,也有事实。镜像神经元的故事是一个关于科学传播的案例,也是一个关于科学本身的案例:一个 18 个细胞的观察,在十四年里长成一套人性理论,然后被同一套学术机制拆回去。拆的过程中,最初的观察没有被否定,它还在那里,等着一个更好的解释。

Hickok 在辩论里说过另一句更朴素的话:踢倒旧房子容易,盖新的难。他踢完了,新房子还空着。

正文完
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yccjack
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