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我們真的只動用了10%大腦嗎?

活躍星系核_96
・2014/08/11 ・1523字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 529 ・七年級

Credit: Neil Conway CC BY 2.0
Credit: Neil Conway CC BY 2.0

作者:幕後
編輯:L編

即將上映的電影《露西》劇情建立在一般人只開發了10%大腦的假設,女主角露西使用了可以增強認知能力的新藥,喚醒了沈睡的90%大腦,可以駕馭強大的心智能力並強化身體機能,包括了特異功能、心智時空旅行和秒速學習的技能,好像解鎖未知的90%大腦,就可以變成有特異功能的天才。雖然這個故事是很吸引人的電影題材,但其實故事的假設根本不科學呀!

10%腦力的起源

神經外科醫生卡爾•拉什萊(Karl Lashley)以大鼠迷宮為實驗,在訓練大鼠走迷宮之前或之後切除不同區域的大腦,觀察其學習能力。失去部分大腦皮質的大鼠依然可以走出迷宮。他發現,皮質的破壞面積越大,大鼠越難走出迷宮,但長時間的訓練都可以彌補這些缺陷,且學習能力跟皮質破壞區域沒有關係。

因此拉什萊在1950年代提出了知名的等位原則(Equipotentiality),即不同腦區執行相同任務,以及質量作用原則(Mass action),即學習能力與大腦皮質含量有關,而與腦區無關。

腦部的功能障礙

拉什萊的理論在半個世紀前相當受歡迎,但現在科學告訴我們,大腦在執行工作是分工的,而不是整體性的。區區一個腦中風就可癱瘓大腦作業,依照中風位置和面積又有不等的影響。例如,運動皮質(Motor Cortex)受損會造成半身不遂;額葉(Frontal lobe)的布洛卡氏區(Broca’s area)受損會喪失說話能力。雖然大腦的可塑性讓未受損的區域在一段時間後可以彌補部分功能,但鮮少有痊癒的案例。

神經退化疾病如阿茲海默症(Alzheimer’s Disease)及帕金森氏病(Parkinson’s Disease),都各屬於不同腦區的退化。阿茲海默症出現的記憶衰退,是由於海馬迴(hippocampus)的退化。而帕金森氏症的運動障礙則是中腦黑質(substantia nigra)多巴胺神經細胞(dopamine neuron)死亡的結果。這類退化性疾病都是不可逆的。

腦部的不同區域執行著不同的功能,並且相互連接讓我們得以協調複雜的任務。因此在任何時候我們都有可能使用10%或100%的腦袋,這完全取決於我們正在做什麼事。

即便是日常生活的行為,如購買一杯咖啡,我們也需要使用到高度的認知能力和執行能力來決定我們要做什麼、條理分明的說話,讓他人知道我們的選擇。不只這些,我們還得計算價錢並且精準地將錢遞給對方。各腦區必須相互合作,我們才能做出協調的行為。所以即使小區塊的腦部損傷也可能對腦部功能造成嚴重的破壞。

飢餓的大腦

比起拉什萊實驗的大鼠,人類的腦部顯得更為複雜。人類的腦重量佔了體重約2%,卻消耗了20%的能量,呈現了不合比例的能量分配。大腦(Cerebrum)負責執行認知功能,小腦(Cerebellum)控制運動協調而腦幹(Brainstem)負責維持呼吸等非自主行為。比起其他動物,我們的腦部相對大得多,演化出這麼耗能的腦袋,一定是因為我們非常需要它。

腦部所消耗的能量主要用來驅動數以百萬計的腦神經元溝通,將分工區域連接起來形成監控網絡。如果我們真的只用了10%的腦袋,那等於我們需要提供如此龐大的能量給那閒置的90%腦袋,這顯得非常不合理。

未知的大腦功能

神經科學家正嘗試揭開腦部運作的謎底。近年來,探討腦部不同細胞角色扮演的研究相當熱門。腦中只有10%的細胞屬於神經元細胞,其餘90%是神經膠細胞(Glial cell)及星狀細胞(Astrocytes)。這些細胞似乎對連接神經元非常重要,不過最近的研究指出這些細胞有著更重要的功能——記憶形成。

人的腦部一直是科學家難以探知的領域,哪些腦區的交互作用形成了我們的意識?腦部如何控制一系列複雜的行為?至今還是未解之謎。

延伸閱讀

原文連結

Do we really only use 10% of our brain? TheConversation [August 01, 2014]

參考資料

文章難易度
活躍星系核_96
752 篇文章 ・ 99 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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大腦無時無刻在改變:利用大腦可塑性,幫助學會情緒轉化——《改造焦慮大腦》
聯經出版_96
・2022/12/21 ・2796字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

我們現在已經非常了解,成人的大腦無時無刻在改變、學習,和適應環境所使用的生理/解剖學、細胞學和分子學機制。

但其實在不久前,精確來說是一九六○年代,當時普遍的看法認為成人的大腦無法改變,因為神經系統所有的成長和發展都是在童年時期,到了青少年時期只有一定程度的成長和發展,一旦進入成年期,腦部就不會再改變了。

當時認為神經系統的成長和發展都是在童年,成年後腦部便不會再改變。圖/Envato Elements

實驗證實腦部會有所改變

不過,在一九六○年代初期,加州大學柏克萊分校(UC Berkeley)的神經科學先驅瑪麗安.戴蒙教授(Professor Marian Diamond)和同僚有不同的看法。他們相信成年哺乳類動物的大腦也可以有深刻的變化,只是需要找到辦法來證明。他們想出一個簡易的實驗來測試這個想法。

他們決定將一群成年的老鼠放在被我稱為鼠籠界的「迪士尼世界」中,裡面有很多的玩具且會定期更換,空間很寬敞,還有很多其他老鼠為伴,他們將這個稱之為「豐富的」環境。

他們將住在豐富環境中的老鼠,和幾隻住在空間較狹小、沒有玩具,而且只有一、兩隻夥伴的老鼠進行比較,而這個環境稱為「貧瘠的」環境。

他們讓成年老鼠生活在這兩個環境中幾個月,待這段時間結束後,他們再檢查老鼠的腦部結構,以查看是否有任何不同。

如果當時其他科學家的看法是對的,他們應該不會看到腦部有任何差異,因為成年哺乳類動物的大腦是不會改變的。但是,如果他們對於「成年動物的腦部有能力改變」的看法是正確的,那就可能會看到腦部的結構有所不同。

戴蒙教授團隊認為,成年動物的腦部有能力改變。圖/Envato Elements

他們的發現改變了我們對腦部的理解:住在「迪士尼世界」籠子裡的老鼠,其大腦經測量後,發現許多部位的尺寸比較大,而且也更發達,包括視覺皮質(visual cortex)、運動皮質(motor cortex)以及其他感官皮質。這是首次有人證明「成年動物的腦部有能力改變」,我們稱之為「成年腦部的可塑性」。此外,戴蒙也證明了,環境中的「物體」和「品質」決定了改變的類型。

雙向的大腦可塑性

重要的是,這個可塑性是雙向的。

「迪士尼世界」實驗所顯示的改變(證明腦部與生俱來的可塑性)是正向的,表現的方式就是「迪尼士世界」裡生活的老鼠,其腦部尺寸變大(後來的研究顯示還包括:神經傳導物質變更多、生長因子的程度更高,以及血管密度更高)。但是,其他環境或經驗,可能導致成年動物的腦部出現負向的改變。

舉例來說,當你的腦—身體系統缺少刺激的環境,或曝露在暴力的環境中,你就會清楚看到大腦部分區域的萎縮(尤其是海馬迴和前額葉皮質,這一點我們將在第二部中詳細說明),以及神經傳導物質(多巴胺和血清素)減少,這些都是幫助我們控制情緒與注意力的物質。

如果兒童在成長環境中被忽略,那麼他們腦部的突觸數量就會減少(突觸是腦細胞傳遞訊號的連結),使他們的思考(也就是認知)變得更沒效率和彈性,這些都是和智力有關的能力。

兒童若在成長環境中被忽略,會使思考變得沒效率。圖/Envato Elements

從戴蒙和同僚經典的研究開始一直到現在,成千上萬的實驗都證明了大腦有很驚人的能力,可以學習、成長和改變。了解我們的腦部有可塑性、有彈性、與生俱來就有適應性,使我們相信可以透過「學習」來控制焦慮,甚至是接納焦慮。

的確,我們有能力學習並改變行為,包括我們與焦慮的關係以及焦慮時的行為,善用大腦可塑性,就有可能達到如同上述般正向的改變。

懂得評估、做決定、轉換情緒

大腦的可塑性讓我們有能力學習,如何使自己冷靜下來、重新評估情勢、重新看待想法和感受,以及做出不同、更正向的決定。想一想以下情境:

  • 憤怒——會妨礙我們的專注力以及表現的能力
    或是給予動力、強化注意力,並提醒我們重要的事(也就是該優先處理的事)。
  • 恐懼——會影響我們的情緒,並觸發過去失敗的記憶
    使我們無法專注和聚焦,對個人的表現不利(導致我們在壓力下失常),或是讓人做決定前更為謹慎,並深化思考,創造機會以改變方向。
  • 悲傷——會抑制心情,使我們沒動力、不想要社交生活
    或是可以讓我們知道,對自己來說重要的事,幫助重新安排重要的事,給予動力去改變環境、情勢或行為。
  • 擔憂——會令我們因循怠惰,妨礙實現目標
    或是可以幫助我們調整計畫、調整對自己的預期,變得更務實且以目標為導向。
  • 挫折——可能阻礙進步、妨礙表現,或是令人失去動機
    抑或能刺激、挑戰我們做得更多、更好。

這些比較可能看來有點簡單,但卻讓我們看到一些很棒的選擇,而且可以產生實質的成果。換句話說,我們是有選擇的。

大腦的可塑性讓我們有能力冷靜下來。圖/GIPHY

通常人們感受到的焦慮有一種特色,那就是會產生負面情緒。還記得前文說過的嗎?「坐立不安」、「悲觀」、「懷有戒心」、「害怕」——這些都是情緒的狀態,一般而言都會帶來不好的感覺。但是,我們並非無法決定自己對這些情緒的反應。

此外,這些情緒不完全都是壞的;事實上,這些情緒能帶給我們重要資訊,即關於心理和生理狀態的。

焦慮的來源是很好的線索,幫助我們認清人生中重要的事。把負面情緒轉為正面情緒,這需要花費心力嗎?是的。但是,這也會讓我們知道對自己來說重要的事。也許擔心金錢是在提醒我們,自己非常重視財務穩定性;或者,擔憂隱私則會讓人知道,原來自己需要充分的獨處時間。

因此,負面情緒其實是在給我們一個機會,阻斷「想法產生情緒,情緒導致行為模式」這個自我毀滅的循環,不要讓這個循環損害我們的壓力反應。而控制焦慮的第一步,就是了解情緒如何運作。

——本文摘自《改造焦慮大腦:善用腦科學避開焦慮迴路,提升專注力、生產力及創意力》,2022 年 12 月,聯經出版公司,未經同意請勿轉載。

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聯經出版公司創立於1974年5月4日,是一個綜合性的出版公司,為聯合報系關係企業之一。 三十多年來已經累積了近六千餘種圖書, 範圍包括人文、社會科學、科技以及小說、藝術、傳記、商業、工具書、保健、旅遊、兒童讀物等。

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什麼是焦慮?是威脅引發的反應——《改造焦慮大腦》
聯經出版_96
・2022/12/19 ・3537字 ・閱讀時間約 7 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

日常生活的壓力經常會令我們覺得喘不過氣來,這不只是比喻,也是真實的感受,每一天都彷彿像登山一樣辛苦;經常夜晚睡不著,白天很容易分心,而且把注意力集中在壞事上。生活中充滿了責任、憂慮、不確定性和懷疑。

我們被很多東西過度刺激,包括害怕錯過(FOMO,fear of missing out,中文為錯失恐懼症),不論這種感受是否是因為使用 IG、推特或臉書,還是看網路新聞所造成的。對很多人來說,面對現今的世界,焦慮似乎是唯一適當的反應。

日常生活中的壓力經常使我們覺得喘不過氣。圖/Envato Elements

人們會以不同的方式稱呼焦慮,但其實就是心理與生理對壓力的反應;我們的身體無法分辨造成壓力的情境究竟是真的,還是自己想像或假設的。但是了解觸發焦慮的神經生物學,以及焦慮發生時,我們的大腦和身體內發生的情況,就有可能學會將自己的感覺分成較小的片段,然後移動和管理這些感覺。

我們也可以運用焦慮的能量來達到好的結果。焦慮的確就像能量一樣。你可以把焦慮想像成你對事件或情境的化學反應:如果沒有值得信任的資源、訓練和適當的時機,這樣的化學反應可能會失控——但焦慮也可以被控制並運用,以達成好的結果。

當威脅出現時,便會產生焦慮

想像妳是生活在更新世時期(Pleistocene Epoch,是一個地質年代,至今約二五○萬至一八○萬年前,人類就是在此時出現)的女人,妳居住在一個狩獵採集的部落。妳的工作是在淺河床附近採集食物,距離妳的游牧帳篷營地約五百碼。妳把十二個月大的寶寶揹在背上,並且在河岸邊的矮樹叢中彎下腰去尋找可食用的植物。

忽然間,妳聽到附近傳來窸窣聲。妳馬上就僵住,停止所有的動作,妳不動聲色地蹲下來,以免驚動到寶寶,同時也是在躲避可能的攻擊者;妳聽到更多窸窣聲,然後就開始估算這聲音是從多遠的地方傳過來的。妳的心跳開始加快、腎上腺素快速流竄全身、呼吸變得短而淺,雙腿肌肉緊繃準備奔跑或是反抗。

聽到樹叢傳出窸窣聲,會是什麼呢……?圖/Envato Elements

妳現在所做的就是威脅反應:即是對可能的危險,會產生的自動反應。如果妳站起來看到的是一頭正在潛行覓食的大貓,那麼焦慮反應就是正確的,而且腎上腺素會強化妳對於最佳生存機會的評估能力,妳可能會僵住不動、逃跑或戰鬥。如果妳站起來,看到剛才的窸窣聲原來是一隻低飛的鳥兒造成的,妳的心跳就會慢下來,逐漸恢復正常速率。腎上腺素和恐懼的感覺很快就會消退,妳的大腦和身體就會回到正常狀態。

這是焦慮的第一級:對威脅的自動化處理方式。大腦中這塊古老的部分運作得非常快,而且是自動的反應,我們幾乎不會察覺它的運作;大腦生來就是如此,這是為了確保我們的生存。大腦會傳送訊號給身體,而身體的反應就是心跳加速、手心流汗、腎上腺素和皮質醇飆升,而且消化和生殖系統會停止運作,這樣妳就能更快逃跑,或是集中力氣保護自己和後代。

現在再來想像一下另一個情境,這次的時間是二○二○年,妳獨居住在郊區小鎮只有一間臥房的平房裡,房子的後面是一條小巷子。現在的時間是晚上,妳正在泡茶,準備享受最喜歡的最新一集電視節目。妳把電熱水壺插電,然後尋找櫥櫃裡的餅乾時,聽到從後門傳來東西傾倒的聲音。妳的心跳加速、靜止不動並恐懼地盯著門:「有人闖進來嗎?有人會傷害自己嗎?」一開始妳不敢動,然後決定看看廚房窗外,結果瞥見在附近生活的浣熊。然後妳想起來,上個星期才收拾散落滿車道的垃圾。

住得太靠近街道,會不會不安全?圖/Envato Elements

然後妳就繼續泡茶、看電視,但不知怎麼的就是無法安下心來。妳覺得焦慮,開始擔心社區是否安全、是否該找個室友、是否該搬家,或是住在較高的樓層,才不會這麼接近街道。然後妳想起最近闖空門的案件激增,妳在想也許該買一把槍保護自己;妳發現自己對於拿槍這件事,忽然感覺害怕又困惑。妳無法好好欣賞節目,於是關掉電視並決定吃一顆非處方箋安眠藥讓自己睡著。妳只想用睡覺來甩掉所有可怕的感覺。

雖然這兩個只是假設的情境,而且相距數百萬年,但都與焦慮的觸發和體驗有關,但是結果卻不相同。

威脅觸發生理反應

我們先來看看兩個情境的共同點。在妳的意識察覺之前,大腦就已經偵測到可能的威脅或危險,並傳送訊號給身體,以做好準備,採取行動。這個反應有部分是生理性的,呈現的方式是心跳加速、腎上腺素激增,以及呼吸短促——這些都是要讓妳能夠快速行動,不是逃跑就是防衛。這也是由皮質醇所觸發所的情緒性反應,在兩個情境中呈現的方式是立即感到恐懼。

這個威脅反應通常被稱為「戰鬥、逃跑或僵住」(fight, flight, or freeze),這個反應會在百萬分之幾秒內發生,此時妳的大腦試著釐清某個刺激是否是真的威脅,應該盡快逃跑、對抗潛在的威脅,還是要僵住不動、原地裝死。

這個反應是由我們的中樞神經系統特定的部分所控制,稱為交感神經系統(sympathetic nervous system)。交感神經主要的通訊管道位於脊椎外側,是一個自動運作的系統,不由我們的意識所控制。它會造成一連串的反應,包括心跳加速、瞳孔放大,以便聚焦威脅的來源、胃部不適(這顯示血液正快速湧出消化系統,流入肌肉以便快速行動),讓肌肉做好準備以便逃跑或作戰。

自動運作的交感神經系統,會造成一連串反應。圖/Envato Elements

在危險的情況下,生理系統一旦被啟動,會對我們有幫助。對於恐懼的生理反應以及情緒感受,都必須是自動發生的,以便讓我們將注意力集中於立即的危險。這是我們對威脅與生俱來的反應,是腦—身體用來保護我們的方式,正如感到恐懼而強化生理機能,是在保護我們一樣。

在第一個情境中,當女子判斷自己沒有立即的危機時,她的腦—身體就重新設定。在第二個情境中,女子即使是看到浣熊,焦慮反應也沒有解除;她的腦—身體陷在害怕的感覺中,她的感覺失控了。

全球頂尖的神經科學家,也是我在紐約大學(NYU)的同僚約瑟夫.勒杜教授(Professor Joseph LeDoux)解釋:「當立即的威脅出現,就會發生恐懼的狀態;而當威脅有可能發生,但不確定會發生時,則會造成焦慮狀態。」

勒杜區分恐懼(真實威脅出現時的體驗),以及感受到或想像的危險(焦慮的情緒感受)之間的差異。更新世時期的女子感受到強烈的恐懼,同時身體也產生變化;而住在小房子裡的女子感受到的焦慮,則是拖了比較久、持續的情緒感受,而且她無法停止這樣的感受。

感受到的焦慮是持續的情緒感受,且無法停止。圖/Envato Elements

早期的焦慮研究著重於將這個潛意識、與生俱來的恐懼反應,視為演化的適應機制,這是天生的自然反應而且對我們有幫助。這是大腦給我們訊息,要我們注意可能的危險,而且是受到生存直覺所驅動。

但是當人類隨著時間演進,我們的世界變得更複雜、更有結構、更想要社交,但大腦並沒有跟上環境中愈來愈多的社交、智力和情緒的需求,所以我們會覺得無法控制焦慮。這個系統深植於原始大腦中,但它並不善於評估威脅的微小差異。

雖然前額葉皮質(prefrontal cortex,也就是所謂的大腦上部負責做決策的[執行]區域)透過理解能力,可以幫助我們無視這些和恐懼有關的自動反應,但我們的原始大腦,尤其是和自動威脅反應有關的區域,運作的方式仍和數百萬年前一樣。

這個機制解釋了為什麼在非洲大草原的更新世女子,和在小鎮裡的現代女子,一開始對於噪音的反應非常類似。但卻只有較進化的女子才感覺到揮之不去的焦慮,並且想出許多「萬一」發生的事。當更新世女子一評估沒有立即的威脅要恐懼時,她就繼續過日子,但郊區的現代女子卻是深陷於壞焦慮中。

——本文摘自《改造焦慮大腦:善用腦科學避開焦慮迴路,提升專注力、生產力及創意力》,2022 年 12 月,聯經出版公司,未經同意請勿轉載。

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聯經出版公司創立於1974年5月4日,是一個綜合性的出版公司,為聯合報系關係企業之一。 三十多年來已經累積了近六千餘種圖書, 範圍包括人文、社會科學、科技以及小說、藝術、傳記、商業、工具書、保健、旅遊、兒童讀物等。

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真的能「感同身受」嗎?我感受到了你的感受——《我是誰》
啟示
・2022/11/11 ・2543字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

感同身受真的存在嗎?

有些人在看到卡爾.梅(Karl May)的小說拍成的電影裡溫尼圖(Winnetou)死去的那一刻掉下淚來;有些人為電影《油炸綠番茄》裡蘿絲(Roth)的死而哭;還有一些人在看到小說《哈利波特》裡鄧不利多(Dumbledore)教授被殺時流淚。

我們在看悲傷的電影或書的時候會哭,是因為我們設身處地去想像故事裡那些英雄們的感覺,彷彿他們的痛苦就是我們自己切身的痛苦一般;我們跟著笑,我們也為影片中的怪物和心理變態情節感到害怕,就好像他們威脅到了我們一樣。

我們在電影或書的時候會跟著劇情有情緒起伏,是因為我們設身處地去想像故事裡那些英雄們的感覺。圖/pixabay

這些是每個人都有過的經驗,但它們是如何產生的呢?為什麼我們能夠了解他人的感覺?為什麼我們會在電影院裡起雞皮疙瘩,雖然在那裡一點也不危險?為什麼他人的感覺會感染到我身上呢?

答案很簡單:我們能夠感同身受,是因為他人(在現實世界或電影裡)的感覺喚起了我們心中相同的感覺;而這很可能不僅存在於人類。

根據德瓦爾在麥迪森研究中心的觀察,母獼猴法恩的姊姊顯然也感覺到法恩的痛苦和恐懼。然而,即使能與他人「感同身受」或「心有戚戚焉」是如此理所當然,對科學界來說,直到近幾年,這仍是個完全無解的謎。令人驚訝的是,第一位提出具有科學說服力的學者,在其所屬的專業領域之外仍然鮮為人知。

腦部研究的佼佼者:賈科莫.里佐拉蒂

賈科莫.里佐拉蒂(Giacomo Rizzolatti)經常被人們和愛因斯坦相提並論:蓬亂的白髮、嘴上同樣蓄著的白鬍子,以及臉上狡黠的微笑。不過他們的相似處不僅止於外表。

賈科莫.里佐拉蒂。圖/Wikipedia

對許多腦部學者來說,這位活潑開朗的義大利人是學界裡的佼佼者;他將腦部研究推向一個新的層次。不過,他的研究領域並不是最熱門的。里佐拉蒂探究控制行為的神經細胞,即所謂的行為神經元,已經超過 20 年了。

這個比較無趣的領域,因為啟動行為的「運動皮質」始終被視為比較遲鈍的腦區。大部分的學者都想:如果我們能夠研究像語言、智力或感覺等複雜的領域,又何必對簡單的肢體動作感興趣呢?

看來似乎是如此。不過,情況在 1992 年有所轉變,而且這個轉變令大家都跌破眼鏡。里佐拉蒂工作的所在地帕瑪(Parma)是歐洲最古老的大學,位於城市邊緣的醫學院卻是個非常前衛的雪白色建築樓群。

1990 年代初期,里佐拉蒂身邊的腦部學者從事一項很不尋常的研究。他們知道,特定的行為具有「傳染」的效果,發笑、打哈欠、甚至談話者的身體姿勢,都能立刻引起對方的模仿。在某些猿猴也出現相同的現象,某些種類甚至以喜歡模仿聞名。

不過研究人員偏偏決定以一種一般來說不會模仿同伴的豬尾獼猴作為研究對象。里佐拉蒂和幾位較年輕的同事伽列賽(Gallese)、佛格西(Fogassi)和迪派勒吉諾(di Pellegrino),將電極接到一隻豬尾獼猴的腦部,然後把一粒核桃放在地上,並觀察當猴子快速伸手抓取核桃時某個行為神經元如何反應。

研究者將電極接到一隻豬尾獼猴的腦部,然後把一粒核桃放在地上,並觀察當猴子快速伸手抓取核桃時某個行為神經元如何反應。圖/Wikipedia

鏡像神經元的發現

至此一切都算正常,不過,這時驚人的情況發生了:研究人員把同一隻猴子放到一片玻璃後方,這次牠抓不到核桃了,只能眼睜睜看著里佐拉蒂的助手伸手抓取核桃。這時猴子的腦部發生了什麼現象呢? 當牠注視別人拿牠的核桃時,相同的神經元產生反應,就像牠之前自己伸手去抓核桃一樣,雖然牠的手並沒有移動,牠的精神卻想像了這個動作。

科學家們無法相信自己所看到的:無論猴子是親手完成某個動作,亦或只是精神想像了訓練師所做的動作,其神經細胞都做了完全一樣的工作。

在此之前,從未有人觀察腦部如何模擬現實裡沒有發生的動作,而李奧那多.佛格西(Leonardo Fogassi)則是第一人。不過成功應該是屬於整個團隊的。里佐拉蒂發明一個新的概念,他把這個在被動想像時卻如真實行為般於腦部引發相同反應的神經細胞稱為「鏡像神經元」,一個新的神奇術語就此誕生了。

「親身經歷」和「感同身受」的差別

首先是義大利,接著是全世界大學和研究中心的腦部學者,都立刻投入鏡像神經元的研究行列。如果人的腦部對於我們的「親身經歷」和只是「認真觀察並感同身受」的反應沒有差別的話,那麼這不正是了解我們社會行為的關鍵嗎?

至少鏡像神經元是其中一個重要部分。它位於額葉的前額葉皮質,一個稱為「腦島」的區域。然而這個腦島卻不同於「社會中心」,也就是到目前為止所說的「腹側區」。

大腦額葉和頂葉的位置,從左側看。額下葉是藍色區域的下部,頂葉上葉是黃色區域的上部。圖/Wikipedia

其中的差別也很清楚,因為鏡像神經元雖然和無意識的「移情作用」有關,卻和更大範圍的計畫、決定或意願無關。到目前為止,我們還不很清楚這些腦區如何交互作用。

里佐拉蒂於 6 年前以圖像程序說明,人類的鏡像神經元顯然也位於負責語言的兩個腦區之一(布羅卡區)附近,這使得學界特別振奮。

荷蘭格羅寧根(Groningen)大學的腦部學者不久前在「聽到聲響」和「鏡像神經元發出信號」之間發現了有趣的關聯。當人聽到開飲料罐氣泡冒出的聲音時,腦中的反應就跟他自己開飲料罐完全一樣;也就是說,單憑聲音就足以讓人經歷到整個情況。

——本文摘自《我是誰:對自我意識與「生而為人」的哲學思考》,2022 年 10 月,啟示出版,未經同意請勿轉載。