你可能每天都會照鏡子，卻從未思考過它。但鏡子可以揭示關於大腦的大量資訊，對心理學、臨床神經病學甚至哲學都具有啟示意義。它們可以幫助我們探索大腦如何整合來自不同感覺通道的資訊，例如視覺和軀體感覺（觸覺、肌肉和關節感覺）。透過這樣做，它們可以揭示很多關於我們自我意識的資訊。一個從未看過自己倒影的人——即使在水池中也沒有——會發展出複雜的自我表徵嗎？
使用兩塊磚頭，或一些膠帶，將一塊18英寸見方的鏡子垂直支撐在桌子上。坐下，使邊緣面向你。現在將你的左手放在鏡子左側的桌子上（手掌向上或向下均可），並將你的右手位置與右側的位置相匹配。如果你現在看向鏡子的右側，你將看到右手的倒影光學地疊加在你感覺左手所在的位置。（你可能需要調整左手的位置以獲得這種感覺。）現在看起來就像你在看自己的左手，但實際上你不是。現在嘗試以下實驗。
在繼續看鏡子右側並保持左手完全靜止的同時，移動你的右手，擺動手指或握拳。鏡子中的“左手”看起來會與右手完美同步地移動，但矛盾的是，感覺完全靜止。這種衝突會產生輕微的震動；感覺有點詭異，有時會感到輕微的不適。大腦厭惡不一致性。
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現在做相反的事情；保持右手靜止並移動左手。左手看起來靜止不動，但感覺像是在移動。你會感覺到同樣的震動感，但它會比前一種情況弱。這種不對稱的原因尚不清楚。
為什麼會有震動？答案在於右側頂上小葉和頂下小葉（位於你的右耳上方），那裡來自你各種感官——視覺、軀體感覺——的訊號匯聚在一起，以創造你對身體形象的內在感知。現在站起來並閉上眼睛。要麼抬起你的手臂，要麼讓它們垂在身體兩側。顯然，你有一種生動的感覺，覺得自己“錨定”在你的身體中，除非在特殊情況下（例如氯胺酮麻醉）。現在睜開你的眼睛，你就會得到視覺確認，證實你的其他感官正在告訴你的資訊：你看到你的手在你感覺到的位置。簡而言之，你的感官通常會將不同的感覺輸入混合在一起，以創造一個生動的動態影像，描繪你的身體在空間和時間中的運動。
你之前做的鏡子實驗破壞了右側頂上小葉中訊號的這種一致性。這種差異部分被右側島葉皮層（埋藏在顳葉中）捕捉到，然後該資訊被傳遞到右側額葉，在那裡可以透過腦成像來捕捉到它（正如倫敦大學學院的理查德·弗拉科維亞克、雷·多蘭和克里斯·弗里斯，以及威爾士卡迪夫大學的彼得·霍利根所展示的那樣）。
那是我的手嗎？
你不需要花哨的腦成像裝置就可以嘗試一些額外的實驗，這些實驗可以讓你深入瞭解大腦功能。
將你的手放回鏡子的兩側。現在讓一位朋友觸控、撫摸、捏、輕拍或摩擦你的右手，同時你看著它的倒影。顯然，看起來就像你自己的左手正在被撫摸、捏、輕拍或摩擦。但由於它實際上沒有被觸控，你將體驗到以下一種或所有情況（反應因人而異）。
首先，手可能會感到麻木、麻醉或睡著了，但它仍然會感覺像是你自己的。（你的大腦實際上是在說，“我看到我的手被摩擦，但沒有感覺到，所以它一定是睡著了。”）這種感覺不受你對情況的光學原理的高層次智力知識的影響。你的整合視覺和觸覺的感知系統就像在自動駕駛一樣，應用它們自己的統計規則。
其次，你可能會看到這隻手不屬於你。然後，你的大腦會忽略其本體感覺（肌肉和關節反饋）與你手的視覺影像的一致性。就好像大腦得出結論：“因為我看到觸控但沒有感覺到，所以那隻手一定是別人的。”有時你會“看到”這隻手是屍體的手或逼真的塑膠假人。有趣的是，大腦不會停留在“半途而廢”的模糊性上——在任何給定的時間，你都會清楚地體驗到其中一種感知。
最後，如果你幸運的話，你實際上會在左手中感覺到一些刺痛的觸覺——即使什麼都沒有對它做。這種效應是大腦“填補”缺失資訊的 striking 例子。兩種資訊來源（本體感覺和視覺）在告訴你這是你的手方面是內部一致的。但是第三條資訊——手看起來像是在被撫摸——與缺乏觸覺感覺是不一致的。因此，大腦“標記”了這種差異為刺痛——彷彿在說，“我感覺到了奇怪的東西。” 非常罕見的情況下，你實際上可能會感覺到觸控——就好像大腦填補了空白，為更高階的中心建立了一個內部一致的包。我們將這種現象稱為跨手觸覺傳遞。
緩解疼痛的線索
嘗試以下實驗。在開始撫摸之前，看著鏡子，完美同步地擺動你兩隻手的手指。目前為止一切正常。現在讓一位朋友像以前一樣進行撫摸、輕拍或捏，但這次只針對可見的手。突然之間，你開始比雙手靜止不動時更生動、更不短暫地感覺到跨手傳遞（即，在隱藏的手中感覺到實際的觸控）。為什麼？
在構建世界影像時，大腦根據一生經驗中不同感覺輸入的統計可靠性以及持續的啟用模式，為它們分配不同的權重。簡而言之，大腦不會平均訊號——它尋找不可能的內部一致性。
當你開始同步擺動手指時，大腦突然獲得額外的資訊，表明這隻手真的是你的。這些資料迫使你的大腦接受這隻手是你的，因此你傾向於體驗跨手傳遞，無論是否伴有刺痛感。來自隱藏手的湧入的本體感覺訊號否決了你的大腦進行不擁有的任何嘗試。因此，你的大腦採用了下一個可用的策略：接受這隻手並感受跨手傳遞。
如果你非同步地擺動右手和左手的手指，也會發生同樣的效果。這次，將反射視為你自己的左手的傾向因視覺和本體感覺之間的不一致而略有減輕。（擺動的景象與手指的感覺位置有些不同步。）因此，跨手傳遞介於我們之前的兩個實驗之間。
最後一個你可以做的實驗——讀者。在（隱藏的）左手上撒一些癢粉，使其開始發癢。接下來，在同步擺動雙手（即，產生跨手傳遞）的同時，大力撫摸和抓撓右手。問題：在左手中感覺到的幻覺性撫摸和抓撓是否能緩解真正的瘙癢？它對我們中的一人（拉馬錢德蘭）比另一人（羅傑斯-拉馬錢德蘭）更有效，但你應該自己嘗試一下。如果它可以在大量受試者身上覆制，那將是純粹的視覺輸入（產生幻覺性觸控）緩解正常手中真實瘙癢的第一個例子。請寫信給我們 (vramacha@ucsd.edu 或 diarama@ucsd.edu)。
這些效應不僅僅是有趣的奇聞軼事；它們可能在臨床上用於治療現有肢體以及幻肢的疼痛和癱瘓，正如我們在 1990 年代初期發現的那樣。
考慮一種奇怪但悲慘的疼痛障礙，稱為複雜區域疼痛綜合徵 (CRPS)。如果你的手指被門夾住後骨折，就會產生疼痛。慢性疼痛會導致手的反射性固定，以防止進一步損傷並促進癒合。在幾天或幾周內，組織腫脹和炎症消退，疼痛也隨之減輕。但在少數情況下，固定會變成永久性癱瘓，並且手會逐漸腫脹、疼痛、發炎和功能障礙。疼痛和癱瘓向上蔓延，累及整個手臂。目前尚無已知的治療方法。
在 1996 年我們在加州大學聖地亞哥分校的“腦的十年”研討會上所做的演講中，我們將這種現象稱為習得性疼痛。每當運動命令中心發出移動手的命令時，伴隨命令的劇烈疼痛都會阻止進一步的運動。在少數不幸的人身上，初始命令本身與疼痛之間建立了無意識的關聯——或記憶連結，因此大腦只是放棄了：習得性疼痛。比喻來說，手因恐懼而變得僵硬；它癱瘓了。誠然，這是一種牽強附會的論證，但它仍然是你在所有臨床醫學中可以找到的關於身心互動的最引人注目的例子。
已經嘗試了 20 多種治療 CRPS 的方法，其中許多涉及藥物或手術。它們共同的特點是都沒有效果。（一種技術，交感神經節阻滯，在一定程度上有效，但涉及侵入性手術。）
疼痛可以“解除習得”嗎？受到我們使用鏡子成功治療幻肢患者疼痛的啟發，現在在英國西英格蘭大學布里斯托分校的坎迪·麥凱布和她的同事們嘗試了鏡子療法。患者看著反射並對稱地移動雙手，以便大腦看起來受影響的手臂——例如左手——正在移動，但畢竟不疼。同樣，撫摸或敲擊右手會產生光學錯覺，即營養不良的手正在不受懲罰地被撫摸和敲擊。也許這兩方面的證據消除了受影響手臂的“障礙”，從而導致疼痛減輕的良性迴圈，並伴隨著腫脹和發紅的減輕。
總的來說，這些是首次證明“真實”慢性疼痛可以透過視覺輸入來減輕；事實上，即使是強烈的視覺意象也可能被證明是部分有效的，但這很難做到。我們首先對患有截肢肢體幻痛的患者嘗試了鏡子療法。有時，缺失的手感覺“鎖定”在痛苦的尷尬痙攣中，這可能是非常痛苦的，並且患者無法隨意移動幻肢。當他看著反射時，可能會發生一系列事情。首先，他“看到”他的幻肢並認識到它畢竟沒有被戳或夾在虎鉗中；沒有理由感到疼痛。其次，僅僅看到幻肢可能是有益的，因為大腦可以將疼痛歸因於手臂，並且矛盾的是，已知來源的疼痛可能比“無形的”、莫名其妙的疼痛（由不協調的視覺和本體感覺訊號引起）更令人不安。第三，看到痙攣、癱瘓的手移動似乎使其活躍起來，從而緩解痙攣，這是視覺捕獲成功臨床應用的例子。重複使用可能會導致解除習得性癱瘓。在對返回戰場的老兵進行的安慰劑對照臨床試驗中，此後發現鏡子視覺化反饋在某些患者中非常成功，在另一些患者中也取得了一定的成功。（沃爾特·裡德陸軍醫療中心的傑克·曹和他的同事進行了試驗。）
值得注意的是，在對照臨床試驗中，我們和其他人發現鏡子療法可以緩解腦血管中風引起的癱瘓。這種緩解可能部分是因為癱瘓可能是習得性的，部分是因為許多癱瘓的肢體也患有與之相關的某種形式的 CRPS。這兩種效應都有助於肢體癱瘓，這將解釋鏡子提供的緩解作用。
自我意識的石蕊測試
讓我們再次回到正常的感知，並描述我們在與 UMDNJ-新澤西醫學院的埃裡克·阿特舒勒合作時所做的觀察。
讓一位朋友坐在普通的書桌後面。在桌子前面放一面鏡子，使其完全覆蓋桌子，你只能看到你朋友在桌子後面的軀幹。現在站在離桌子 20 英尺遠的地方，看著她，並仔細地將她的軀幹與你的下半身和腳的倒影對齊。現在走向桌子，你將看到你的朋友“向你走來”，她的腳與你自己的腳完美同步地移動。如果你是幸運的 75% 的受試者之一，你將有一種詭異的體驗，即靈魂出竅， “你”在那裡佔據了你朋友的身體，大概是因為這是你的大腦解釋她的腿和你的腿完美同步的唯一方式。嘗試讓她稍微移動一下她的臉。這會增強還是減弱效果？
你可能會問，當你簡單地走向鏡子看著自己的倒影時，為什麼不會發生這種效果。答案是雙重的。首先，你真的能確定它沒有發生嗎？當你刮鬍子或化妝時，你難道沒有至少在一定程度上“投射”自己到鏡子裡嗎？感知是一種多層次的現象——因此，它很容易在人為的情況下產生無盡的悖論。其次，鑑於你一生與鏡子打交道的經驗，你已經習慣了；就像馬通常不會害怕自己的影子一樣。一個第一次在鏡子裡看到自己的野孩子（或成年人）可能確實會體驗到自己佔據了鏡子裡的陌生人。
最後，現在在奧爾巴尼大學的戈登·蓋洛普 (Gordon Gallup, Jr.) 提出，鏡子可以為自我意識提供石蕊測試，這是一個哲學家們已經討論了兩千年的話題。當一隻黑猩猩睡著時，在其前額上點一滴顏料。如果你在它醒來時給它看一面鏡子，它會自發地伸手去摸它的前額以去除顏料；它不會伸進鏡子。這種反應可能無法告訴我們黑猩猩是否具有自我意識，但它確實表明黑猩猩知道它正在鏡子裡看著自己，並且它正在看著倒影——猴子不具備這種能力。它們未能透過測試。
我們最近看到一位 70 歲的神經科患者，儘管她患有進行性阿爾茨海默病型痴呆症，但仍然相當聰明和健談。她主要的主訴症狀，令她的家人感到不安的是，她害怕看到自己的倒影：恐鏡症。她一直稱其為跟蹤她的惡毒幽靈雙胞胎。因此，她家中的所有反光表面都必須被遮蓋起來。然而，當我們對她進行蓋洛普鏡子汙點測試時，她通過了，反射性地去除了汙點。這種經歷表明，僅僅透過測試並不意味著你（無論你是人還是黑猩猩）在意識層面（“相信”）到鏡子裡的是真正的“你”。
因此，鏡子具有廣泛的意義，無論是對於證明視覺反饋在治療疼痛和癱瘓中的作用，還是對於圍繞身體形象構建和你的大腦的自我意識的心理和哲學問題。有很多值得反思的地方。