一、镜像神经元的发现过程

镜像神经元是20世纪末由意大利帕尔马大学的贾科莫·里佐拉蒂（Giacomo Rizzolatti）等科学家首先发现的，这个发现证明在猴脑存在一种特殊神经元，能够像照镜子一样通过内部模仿而辨认出所观察对象的动作行为的潜在意义，并且做出相应的情感反应。这个发现在1996年一经公布，立即在全世界科学界引起巨大反响。科研人员把这样一种具有特殊能力的神经元，称作“大脑魔镜”。美国加利福尼亚大学圣迭戈分校认知神经科学家V. S. Ramachandran甚至大胆断言：“镜像神经元之于心理学，犹如DNA 之于生物学：它们将提供一种统一的架构，并有助于解释许多至今为止仍不可琢磨并且难以给出实验检验的心智问题。”

镜像神经元的发现纯属偶然。当时，Rizzolatti领导的研究团队使用单细胞电极植入法，记录恒河猴腹外侧运动前皮层F5 区的神经细胞的电生理活动。他们发现猴子抓握食物时这些细胞会放电。后来，实验者上前拿取食物时，发现这些细胞同样会产生电反应，而且该电活动模式、强度和猴子自己进行该行为时 F5 区神经元的放电活动相似。进一步的观察发现，其他猴子抓握食物时，处于被动观察的猴子也会产生相同的电生理反应。这意味着，有机体在执行某一指向目标的动作时，这些细胞会被激活，这并不令人感到惊奇，它仅仅能说明F5区的神经细胞与这个活动有关联而已；但为什么猴子在观察人或其他猴子做同样动作时，这些神经细胞也会激活？此时的激活有何意义？这些问题就耐人寻味了。

随后，Rizzolatti 等人对此进行了系统的探讨，发现除了F5 区外，猴子皮层顶下小页( IPL) 的皮层神经细胞也具有同样功能。“似乎这些神经元可以在观察者的大脑中直接映射其它个体的动作”，所以科学家命名这些神经细胞为“镜像神经元”。

除了视觉信息外，和动作相联系的听觉信息同样可以激活镜像神经元。研究发现 F5 区的一部分神经元在如剥花生的剥壳声或撕纸的声音时，会分别激活与剥花生或撕纸的动作相联系的镜像神经元；不同的声音激活的神经元也不同，分工十分精细。

自从 Rizzolatti 等在猴脑发现镜像神经元后，研究者在与猴脑 F5 区相对应的人类大脑 Broca 区等处也发现了大量的镜像神经元，并认为镜像神经系统可能是人类进行模仿学习（imitation learning）的基础，进而也是人类共情能力、社会交往等的基础。

二、镜像神经元的发现意味着什么？

研究者发现只有在猴子观察目的指向（goal-directed）的动作时镜像神经元才发生激活，而仅仅观察物体及没有目的的行为都无法激活镜像神经元。另外，仅仅听到和动作相关的声音也可以激活镜像神经元。这些证据使得研究者认为镜像神经元的激活并不是基于对知觉到的动作刺激的表征，而是在一个更抽象的层面上对行为的意图进行理解。意大利科学家安排了进一步的实验。在原来实验场景基础上，实验者对情境做了一些改变: 同样让猴子观察实验者抓握食物的动作，不同的是，抓握动作的后半段用遮板挡住，猴子看到的是消失在挡板后的手，看不到手有没有抓到食物。在这种实验条件下，猴子只能利用想象来推测动作的结果。如果猴子事前知道遮板后没有食物，则实验者的动作并不能激活这些神经元; 如果遮板后有食物，尽管猴子看不到手抓握食物的动作，镜像神经元同样被激活。实验结果说明猴子理解了动作的意图。如果猴子仅仅是对抓握动作的视觉特征做出反应，那么无论挡板后动作的结果如何，镜像神经元都应该有相同的反应。但是猴子对具有相同视觉特征动作的不同反应说明“镜像神经元不仅对其他个体的动作进行相对简单的抽象表征，而且编码了与所观察行为相联系的意图。这一意图理解的神经机制似乎是理解他人心理状态的基本形式”。

镜像神经元的发现让神经科学、认知心理学、教育学等方面的研究者大为兴奋，对其作用和意义进行了大量的乃至过度的诠释和猜测。比如认为镜像神经元的发现可能颠覆以往对人类认知过程的认识。传统认知心理学认为认知类似于计算机对抽象符号的加工和运算。外界的信息作为一种刺激，作用于人类的感官，通过感觉传导通路传导到人类的大脑，经过脑神经元的加工处理产生对事物的认知。换句话说，知识来自于外界的刺激，是大脑对外界信息进行分析的结果。而镜像神经元的发现则提示，人类的知识也可能来自大脑内部，甚至来自于先天的遗传。外界的刺激只不过唤起了大脑内部早已存在的认知过程而已，对其它个体的动作意图的理解可以无需经过分析，只需要经过内部的模仿就能达致理解。你看，猴子看到人或者其他猴子去拿食物的动作，其大脑内的镜像神经元就会将这个动作在自己的头脑内“自动演示一遍”，如同照镜子一般（用专业术语来说叫“居身模仿”）。这难道不是很神奇的吗？这种“自动演示”可以帮助看动作的人或猴子，去理解做动作的人或猴子的意图，并且“亲身”体验做这个动作所带来的感觉和情感，使人类和猴子这样的灵长类动物可以不经思考也无须亲身经历就能理解其它个体的情感和感受。人类为什么会有共情能力，为什么能够理解他人的痛苦与欢乐？镜像神经元可以说解开了谜底。

三、镜像神经元是生来就有的，还是后天产生的？

镜像神经元本身从何而来？目前有两种假设：自然选择学说和联想学习学说。自然选择学说认为：镜像神经元是天生的，即灵长类个体在出生时就已经形成了镜像神经元。在进化上，由于镜像神经元能直接将“他人的动作”与“自己的动作”联系起来，这极大地帮助了灵长类在社会交流时对他人动作的理解, 所以它是自然对灵长类动作理解这一特殊功能所选择的产物。联想学习学说则认为镜像神经元不是生来就有的，而是运动神经元在社会交流大环境下联想学习后转化而成的。联想学习指的是当两件事在时间上前后相邻，在发生上可以相互推断时，大脑就会尝试将两件事相互关联，最著名的联想学习事例就是巴甫洛夫的条件反射现象。通过重复的刺激与强化，可以将无关刺激转变为条件刺激，从而在脑内建立起暂时性的神经联系，从而大大提高动物对外界变化（刺激）的反应能力。现在有越来越多的证据支持联想学习学说。

根据联想学习学说，我们可以将镜像神经元与条件反射结合起来。灵长类动物在长期的社会交往中，逐渐建立起对其它个体行为意图的条件反射机制，这种机制被作为一种“记忆”储存在镜像神经元内了（或者说，运动神经元已经演变为镜像神经元了，不仅具有运动功能，还同时具有了感觉功能），镜像神经元就是条件反射反射弧的一部分（位于反射中枢内），只不过我们一般说的条件反射是指对刺激所做的规律性的应答反应，往往表现为外显的行为；而镜像神经元的作用则是对其它个体动作意图的理解，通常不表现出外显的行为而已。从这个意义上来看，镜像神经系统理解动作的基础是建立在认知基础上的，也就是说，在长期的社会交往中，镜像神经系统将视觉信息处理并转换为知识，在未来的动作理解中发挥作用。

四、镜像神经元的发现对于教育的意义

我以为它告诉了我们，并非所有的学习都是意义建构的结果。有时候学习也是模仿或顿悟的结果，这一点尤其表现在对语言文化、社会交往方面的学习上。镜像神经元的发现让我联想起另一个新的理论：模因论，后者也是告诉我们在文化传承、语言学习、行为模仿和社会交往等方面，模仿与复制也是一个重要的学习方式。镜像神经元的发现有助于我们进一步摆脱对建构主义理论的迷思，而将它们放在一个与其它学习理论平等的位置上。以上是我对镜像神经元方面知识的初步学习结果。