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十八年前，在義大利帕爾馬大學的一個實驗室裡，一位名叫賈科莫·裡佐拉蒂的神經科學家和他的研究生正在記錄一隻獼猴大腦中神經元的電活動。這是一項典型的神經生理學研究：細針電極透過猴子頭骨上切開的小視窗插入猴子的頭部；電極尖端放置在被稱為前運動皮層的腦區內的單個神經元中。當時，已知前運動皮層參與運動的規劃和啟動，正如裡佐拉蒂所預料的那樣，當猴子移動手臂抓住物體時，電極發出訊號表明前運動神經元正在放電。然後，由於忘記關閉裝置，裡佐拉蒂和他的團隊去吃午飯了。
那天午飯後發生了一次意外的發現。裡佐拉蒂的一位研究生決定吃冰淇淋作為甜點，他當著連線著電線的猴子的面吃冰淇淋。令他驚訝的是，即使猴子一動不動，電極突然開始發出訊號，表明前運動皮層的細胞活動激增。
在往嘴裡塞了更多食物後，科學家們確定，他們記錄到的一些神經元在猴子做出某些動作時（比如把食物送到嘴邊）以及當猴子看到別人做出類似動作時會放電。換句話說，這些神經元正在映象觀察到的動作：當猴子看到別人執行某個動作時，它的大腦似乎正在模擬神經活動，就像猴子自己在執行該動作一樣。裡佐拉蒂後來將這些神經元稱為“映象神經元”，他假設它們構成了一個大腦系統，負責我們理解他人行為的能力。我們瞭解我們的世界，是因為我們與它互動過，只有透過在我們的腦海中模擬這種互動，我們才能理解別人的行為。
1992 年，在冰淇淋事件發生近一年後，裡佐拉蒂在一家小型神經科學期刊上發表了一篇簡短的報告，描述了他對映象神經元的發現。這篇論文基本上被忽略了。然後，大約四年後，他在《大腦》雜誌上發表了更詳細的發現報告，這引發了大量研究——過去十年發表了 300 多篇關於映象神經元及其特性的論文。正如他在接受《紐約時報》採訪時所解釋的那樣，“我們花了幾年時間才相信我們所看到的東西。”
自裡佐拉蒂 1996 年的論文發表以來，對靈長類動物和人類的研究支援了映象神經元幫助我們理解觀察到的行為的觀點。一項靈長類動物研究發現，映象神經元僅僅因動作的聲音而被啟用，例如撕紙的聲音，而另一項研究發現，動作的心理表徵足以引起映象神經元的放電。這些都是重要的結果，因為它們表明映象神經元對動作的意義做出反應，而不僅僅是對觀察到的動作做出反應。
在人類中，對患有自閉症（以無法理解觀察到的行為為特徵的缺陷）的人進行的大腦成像研究表明，自閉症患者在觀察動作時，前運動區域的活動比正常受試者少。最近，在一個戲劇性的例子中，表明映象神經元在我們理解他人方面的重要性，患有映象神經元區域皮質損傷的失用症患者難以識別手勢（例如伸出拇指搭便車）是否執行正確。
德國蒂賓根大學的維托里奧·卡吉亞諾及其同事（裡佐拉蒂是合著者）發表的一篇新的論文表明，映象神經元也可能在幫助我們選擇對觀察到的行為做出適當反應方面發揮作用。使用與獼猴原始映象神經元研究類似的方法，最新的論文發現，當猴子看到實驗者抓住它夠得著的物體時，一些映象神經元會放電，而當猴子看到實驗者抓住它夠不著的物體時，另一些映象神經元會放電。似乎這些映象神經元對觀察到的行為的反應不同，具體取決於該行為發生在離猴子多遠的地方。
然後，論文的作者重複了實驗，但做了一個重要的改變：他們在猴子面前放置了一堵齊頸高的牆壁，迫使動物做出一箇中間動作——在這種情況下，是越過牆壁的動作——才能抓住任何物體。在這種情況下，之前僅對觀察猴子夠得著的動作做出反應的映象神經元完全停止放電。而之前僅對觀察猴子夠不著的動作做出反應的映象神經元現在則劇烈放電，無論實驗者抓住哪個物體。映象神經元不僅僅編碼觀察到的動作的距離，它們還在編碼猴子是否可以在沒有中間行為的情況下執行該動作。
當然，人們只能推測區分可以立即執行的動作和需要中間行為的動作的映象神經元的行為後果。但是，該論文的作者提出了一個有趣的想法，即這種系統可能有助於我們選擇自己的行為。如果映象神經元透過模擬神經活動（就像我們在投籃一樣）幫助我們理解籃球運動員投籃的動作，那麼，如果我們手邊沒有籃球，它們可能會模擬出能讓我們拿到球的行為——要求傳球或搶籃板。這種神經模擬可能有助於我們決定如何最好地快速響應不斷變化的事件。
確定人類中是否存在這種映象神經元將需要更多的研究，使用間接方法，例如功能性腦成像。即便如此，這一發現表明映象神經元如何將對他人行為的理解與我們自身行為的產生聯絡起來，這是確定導致裡佐拉蒂的研究生在十八年前那個命運攸關的日子裡在義大利吃冰淇淋的神經過程的關鍵一步。
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