鏡像神經元

鏡像神經元 (Mirror neuron)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所98級林明慶

圖中紫色區塊為猴子大腦的F5腦區，科學家由該腦區的活化反應得知鏡像神經元的存在（陳羿蓁繪圖）

動物在執行或是觀察到其它個體動作時，大腦中有某些神經元的活性會增加，在腦中模仿、重現該動作或情緒，使動物產生感同身受的認知，這些神經元被稱為鏡像神經元（Mirror neuron）。

鏡像神經元最初是VittorioGallese和Giacomo Rizzolatti等人於1996年時，觀察到獼猴在看到研究人員伸手拿取一件物品並放到嘴邊時，大腦額葉前運動區一處控制手與口動作，稱為F5區域的神經元會放電發出訊號，就如同自己拿取該物品時的活化情況，然而僅觀看靜止的該物品則無活化現象。這表示猴子很可能是在自己的腦中 “鏡像反映”，複習了其他人的動作。

同時，科學家又做了另外幾組實驗，確認這並非只是單純的視覺反應。他們讓動物觀察一系列會發出聲音的動作，接下來只播放動作的聲音，發現之前活化的F5腦區中，有相當多的神經元也被活化了。這種活化顯示動物能將動作的結果與該動作產生聯想，代表該動物能對此動作有一定程度的理解。接著科學家推測，若動物真的能 “理解” 動作，他們勢必也能預測動作的下一步，於是他們先讓猴子觀看抓取一塊食物的畫面，接下來重複該動作到一半時迅速以屏幕遮蔽，讓猴子猜想後續動作，而此時F5腦區裡也有半數以上的神經元被活化了。由此可知，除了正確的 “理解認知” 之外，猴子也可以 “預期” 動作接下來會發生的事，這也代表了這些動物需要一定程度的想像力才能達成。

科學家發現大量鏡像神經元存在的F5區域，是主要掌握手部與口部動作的腦區，以人類的腦部來看，會對應到隸屬於掌管語言的“布洛卡區”（Broca area）中的一個區域，足見鏡像神經元與掌管手勢、語言這類溝通方式的神經元之間，有密切的聯絡關係。很可能就是與這些語言、溝通相關區域的緊密相連，加上鏡像神經元於學習模仿方面提供了完善的機制，得以在人類傳遞資訊與學習知識的過程扮演重要角色。人腦中除布洛卡區之外，鏡像神經元亦分佈在其他與動作和情緒相關的腦區，包含前扣帶迴（負責意識、情緒、注意力與痛覺意識的產生），頂下小葉（數學計算、語言辨認與文字記憶），運動皮質區，還有頂顳葉溝的皮質區，也都可發現其分佈。

另外，心理學家發現，鏡像神經元與人類的表情認知、情緒傳遞和同理心有極重要的關聯，而自閉症的最大特徵：社交功能障礙，很可能就與鏡像神經元功能受損有關。在觀察自閉症人士在模仿他人動作，以及觀察他人表情時，鏡像神經元的活動較一般人弱。核磁共振的結果也發現自閉症者的鏡像神經皮質厚度較薄。

鏡像神經元在人類的演化史上扮演了重要的角色：因為它可以促成人類快速瞭解他人的動作及其意圖，甚至可以對於未完成或是未親眼所見的動作推理，並進一步造成肢體與語言的模仿與學習。因此即使面對到一個前所未見的新動作，人類也可以透過模仿而習得與記憶，在語言確立之前就能將任何創新的事物向外傳播，並繼續傳承下去，大幅提升人類的適存度，這很可能就是促成人類文化大爆發的最重要因素。

除人類與靈長類外，科學家也觀察到某些鳥類在收聽同類的鳴唱聲後，腦中的特定神經元亦會被活化刺激，這代表鳥類很有可能也具有鏡像神經元，也可能是這些動物能產生複雜的溝通認知的原因。這是首度在靈長類之外的物種發現鏡像神經元，也是首度確知除人類外動物亦有學習而來的溝通能力。目前科學家仍然正從其它物種中尋求鏡像神經元存在的可能性，尤其專注於狗、鯨豚與大象這幾種具有較高等智慧的物種。另外，台灣大學生命科學所近期的研究成果也發現，大鼠在面對同伴受難時，會表現出同理心，很可能也有鏡像神經元的存在。目前鏡像神經元離發現不到二十年的時間，還有許多謎題尚未揭曉，科學家們也仍然在積極的研究中。

參考文獻

1. Rizzolatti, G., Fogassi, L., Gallese, V.。潘震澤（譯）（2006）感同身受：鏡像神經元。科學人雜誌，第58期。http://sa.ylib.com/MagCont.aspx?Unit=featurearticles&id=938
2. Walter, C.。蔡承志（譯）（2011）重返人類演化現場：為什麼我們會哭，會笑，會親吻，還有獨一無二的大腳趾、拇指和咽頭？台北市：漫遊者文化。
3. 鄭雅薇（2007）自閉症的破鏡之旅： 鏡像神經元  http://beaver.ncnu.edu.tw/projects/emag/article/200704/自閉症.pdf