从灵魂出窍到电车难题：大脑的镜像神经元
《奇异博士》
你可曾听说过“灵魂出窍”这一说法？不，我不是指修仙小说或是科幻电影，而是现实存在的：感觉自己的意识飘在空中，俯视下方躺着的躯体，一切仿佛亦实亦虚。只不过，“灵魂出窍”这个词既不科学也不严谨，更好用于描述这种经历的用语是“出体体验”（Out-of-body experience, 简称OBE）。
酷炫脑作者 / Prismo
审核校阅 / 酷炫脑
编辑 / Mandy
有很多种实现出体体验的途径，比如借助 LSD 一类的精神药物，或是由于情绪失调导致的癔症等。其中一种普遍却极具争议的就是濒死过程中的出体。提到濒死体验，不少人会想到这样一个都市传说：一位从未见过光明的盲人在车祸后被送进急症室抢救，在清醒后她告诉医生，她居然看到了急诊室中的自己和房间，甚至可以描述不少细节。当然，这种活跃于网络论坛和百度知道的“科学”只能当作茶余饭后的故事看看，但是出体体验的确早在上世纪四十年代就在临床有所记录，并引起不少学者的研究兴趣。
按照经历者的描述，大部分出体体验的内容都涉及“意识飘在天花板”、“俯视躯体和房间”、“感觉身体不属于自己”等听起来甚是玄幻的体验。正因为这一点，有人便理所当然的认为这是灵魂在离开身体前往另一个世界，是灵魂存在的铁证。我并非要讨论唯物唯心孰是孰非，但出体体验也许并没有你想象得那么玄幻。
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首先，出体体验是可以被实验模拟的，仅需一些设备来“欺骗眼睛和大脑“。为了实现让人产生“自己处于另一个身体并可以观察自己原本躯体”的错觉，实验人员使用了虚拟现实技术。被测者带上 VR 眼镜，画面则来自于放置在另一侧假人身上的摄像头。这样一来，被测者既可以看到“与脑袋连接的假人身体”，也可以看到“躺在床上原本的身体”。接着，实验人员用木棍轻戳被测者实际身体并在 VR 眼镜中展示木棍戳在假人身上的画面。这种视觉加触觉的错位足以使人产生自己实际在“假人”身体里的错觉。同时他们的脑部活动也通过 fMRI 进行了测量。
通过对出体体验的模拟和脑部活动测量，实验人员们发现两处特别活跃的脑区。第一处是海马体中的位置细胞（Place cell），它的主要作用是自我空间定位，相当于“人体地图”。这些神经元在实验中的特殊活动是由大脑的视觉和触觉输入结合导致的，使被测者产生自己处于另一个位置的另一个躯体中的错觉。而另一处则是颞叶—顶叶交界（Temporoparietal Junction），充斥着大量“镜像神经元”（Mirror neuron）。
模拟OBE时的脑部活动。左图：海马体的位置细胞；右图：颞叶-顶叶交界 | 参考文献 [2]
镜像神经元是一种存在于许多灵长类动物大脑中的特殊神经元，主要位于运动中枢皮层和上面所提到的颞叶—顶叶交界。位于这几处的普通神经元一般会在本人需要执行某项动作时产生动作电位，比如当你需要拿起一杯水时，负责调控胳膊、手指、脸部等部位的神经元开始工作，将信号传递给肌肉，并完成喝水的动作。但是，镜像神经元既会在自己执行动作时产生活动，也会在观察到别人/别的动物执行同样动作时放电，就像一面镜子。在出体体验过程中，经历者产生的“观察自己”的感受也许就来自于位于镜像神经元的特殊活动。
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关于镜像神经元的功能，学术界有着许多不同的假说。其中一个理论是，灵长类动物有相对来说强大的学习和社交能力，通过观察群体中的其他成员，幼年灵长类可以模仿并学习许多动作（比如手势交流和获取食物），而镜像神经元的存在加强了这种感知学习。这一观点得到不少支持，因为镜像神经元在运动中枢皮层中大量存在。另一项理论是镜像神经元可以用来观察他人的同时进行自我审视，并涉及到同理心、道德抉择等认知功能。举个例子，当你看到紫薇被容嬷嬷拿针扎的时候，是不是心里也一颤，彷佛这针要扎到自己身上？
正因为镜像神经元涉及到“理解他人的感情和痛苦”这一认知功能，不少学者对特殊群体，比如自闭症患者和反社会罪犯，的镜像系统颇有兴趣。有一个实验在精神病性人格障碍患者面前展示一段用针头扎手背的视频。对于普通人，这种视频会刺激并激活负责疼痛感部分的镜像系统，而在这些人格障碍者的大脑中，镜像系统的活动明显较低。并且，在对这些人进行 PPI 人格测试后，实验人员们发现在“冷血指数”这一栏下得分越高者对镜像系统的抑制程度越大。
精神病性人格障碍的镜像系统在看到痛感刺激后的活动较常人低，且抑制程度随着“冷血指数”上升而增加 | 参考文献 [6]
同时，镜像系统也与道德观有着一些联系。也许你听说过一个名为“电车难题”的道德困境：一辆失控的无人驾驶电车飞驰在轨道上，它的正前方绑着五名无辜的人。如果电车继续前行，这五人将无一生还。你站在轨道的一侧，手中握着一个拉杆，这个拉杆可以改变车的方向使其开向另一条绑着一个人的轨道。那么，你会选择拉下拉杆牺牲一个人换取五个人的生命，还是什么都不做看着五个人死去？
“电车难题” | 网络
同样的难题还有，假如有一个恐怖集团声称他们在一个大都市的某处藏了一个足以杀死几千人的炸弹，你作为警察当局抓到了这个集团的其中一人。这名恐怖分子说自己知道炸弹的位置但是不愿告诉你们。那么你会使用酷刑折磨他供出炸弹的位置来拯救几千个人，还是恪守某种道德观念不去折磨？
这些问题没有正确与错误的回答，只有对人性和价值的思考。研究人员们发现，在观看针头扎手视频时有着更高镜像系统神经元活动的人，之后回答这类道德困境时通常不会去选择带来直接伤害的选项（即拉下拉杆或是折磨罪犯）。当然，这种大脑活动与主动伤人的意图并没有联系，实验只是展示了对“他人痛苦”的认知会影响我们在道德层面上做出的选择。
最新的研究还发现，猴子大脑中的镜像神经元活动会受到社会地位的影响。实验人员选取两只猴子，其中一只作为“乘客”坐在小车上，小车会按照随机路线行驶并最终抵达食物，而另一只作为“看者”在房间的另一个角落观察乘客。由于镜像神经元的存在，“看客”在没有执行任何动作的情况下也会有着模仿“乘客”动作的大脑活动，从而产生一种名为“脑间皮层同步”（Interbrain Cortical Synchronization，简称ICS）的现象。一段时期内的同步越强，代表看客在这一段时间里镜像神经元越活跃。通过对数据的分析，研究人员发现一系列可以影响脑间皮层同步的因素，包括小车的位置，速度，与看客之间的距离等。其中最值得一提的是，猴子间的社会地位不同也是影响因素之一。当一只社会地位低的猴子做看客时，如果小车向着它的方向前进，脑间皮层同步会随着距离的缩短而增加，并在约一米内达到顶峰，而当社会地位较高的猴子做看客时并无类似的变化。研究人员认为在社会阶层中占弱势地位的猴子会抑制自己的行为来避免冲突，而一米内的区域是“潜在冲突区域”。因此，当强势的乘客猴进入这个区域时，弱势的看客猴对乘客猴的行为更加关注以防突然袭击，而如果地位高的强势猴做看客时就无需有这种担心。这项实验不仅展示了社会互动和集体生活会对猴子的镜像系统产生影响，还提供了许多研究人类镜像系统的思路：通过对运动员、演奏家等需要协作的团体的脑部测量，我们也许能得出镜像同步与社会任务间的关系，并用于诊断和治疗自闭症等社交障碍。
社会地位低的猴子K做看客时，脑间皮层同步随着高地位猴子C靠近而增加（左图），而猴子C做看客时并不会产生这样的变化（右图）| 参考文献 [9]
然而，我们对镜像神经元的认识也有不少限制和争议，毕竟自其被发现至今只有三十年，相对来说是一个很新的领域。最大的疑问就是：它在人类中真的存在吗？我们现在做到的只能是在与人类相近的猕猴等灵长类动物上做实验与测量——毕竟几乎没有人愿意让科学家打开他们的头骨然后在大脑上放置电极。尽管人类也被观测到拥有“镜像系统”，大部分数据来自于利用 fMRI 等技术测量某个脑区的整体活动，而非具体到单个神经元。镜像神经元的奥秘到底是什么？也许在未来的某一天这个问题可以得到更好的回答。
参考文献：
[1] Guterstam, A., Björnsdotter, M., Gentile, G., Ehrsson, H.H., (2015) Posterior Cingulate Cortex
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[2] Blanke, O. (2005). Linking Out-of-Body Experience and Self Processing to Mental Own-Body Imagery at the Temporoparietal Junction. Journal of Neuroscience, 25(3), 550-557.
[3] Kilner, J.M., Lemon, R.N., (2013) What We Know Currently about Mirror Neurons. Current
Biology, 23(23), 1057-1062.
[4] Lim, J., Kurnianingsih, Y.A., Ong, H.W., Mullette-Gillman, O.A., Moral judgment modulation by disgust priming via altered fronto-temporal functional connectivity. Scientific Reports, 2017, 7: 10887.
[5] European Science Foundation. (2008). How Mirror Neurons Allow Us To Learn And Socialize
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[6] Fecteau, S., Pascual-Leone, A., Théoret, H., (2008) Psychopathy and the mirror neuron system: Preliminary findings from a non-psychiatric sample. Psychiatry Research, 160 (2008) 137-144.
[7] Pedersen, T. (2018). Mirror Neuron Activity May Predict How We Respond to Moral Dilemmas.Psych Central. Retrieved July 14, 2018 from https://psychcentral.com/news/2018/01/06/mirror-neuron-activity-may-predict-how-we-respond-to-moral-dilemmas/130894.html
[8] Tseng, P.H., Rajangam, S., Lehew, G., Lebedev, M.A., Nicolelis, M.A.L., (2018) Interbrain cortical synchronization encodes multiple aspects of social interactions in monkey pairs. Scientific Reports, (2018) 8:4699.
[9] Duke University Medical Center. (2018). Monkeys' brains synchronize as they collaborate to perform a motor task: Levels of synchronicity in motor cortex are influenced by proximity, social status. ScienceDaily. Retrieved July 14, 2018 from www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180329095444.html
[10] Hickok, G., (2009) Eight Problems for the Mirror Neuron Theory of Action Understanding in
Monkeys and Humans. Journal of Cognitive Neuroscience. 21(7), 1229-1243.
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