大約十年前,在獼猴大腦中發現映象神經元,這給神經科學界帶來了巨大震動。映象神經元是一種細胞,當猴子執行特定任務以及觀察另一個個體執行相同任務時,它們都會放電。隨著在人類中識別出行為相似的細胞網路,人們對這些神經元可能在模仿、語言習得、觀察學習、同理心和心理理論等現象中發揮的作用進行了大量推測。
幾個研究小組已經透過使用功能性磁共振成像 (fMRI) 間接觀察到人類映象神經元網路的活動。這項技術使科學家能夠將特定大腦區域的血流變化與特定行為或心理操作聯絡起來。使用 fMRI 的實驗表明,當人們觀察他們熟悉的動作時,人類映象系統中會有更多的啟用;例如,有經驗的舞者在觀看自己保留劇目的舞步時,與觀看不同風格的舞蹈動作相比,映象網路啟用更大。
對人類映象系統的研究還表明,即使在沒有任何視覺線索的情況下,僅憑動作的聲音就可以啟用它。雖然這方面的證據表明聽覺和視覺一樣可以啟用映象神經元,但尚不清楚聽覺呈現的刺激是否會喚起視覺意象,然後招募映象系統。這些研究沒有探討功能性視覺系統是否是映象系統發展的必要先決條件。
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Emiliano Ricciardi、Pietro Pietrini 和比薩大學的同事在他們最近發表在《神經科學雜誌》上的論文中直接探討了這個問題。他們對健康的有視力受試者和從未有過視覺體驗的先天性盲人受試者進行了 fMRI 掃描,以檢視功能性、有效的映象系統是否在沒有任何視覺體驗的個體中正常發展。掃描是在受試者聽取幾種常見的用手執行的動作(例如用剪刀剪紙和用錘子釘釘子)和環境聲音(例如暴雨)作為對照時進行的。還要求受試者在 fMRI 掃描器中用手模仿他們聽到的同一組運動動作。有視力受試者完成了刺激的附加視覺版本,其中他們觀看了用手執行的動作的電影並進行了運動啞劇。
Ricciardi、Pietrini 及其同事報告稱,先天性盲人在聽熟悉的動作時,以及有視力的人在聽和看相同的動作時,神經啟用模式相似。與環境聲音相比,動作聲音引發了前運動皮層、顳葉皮層和頂葉皮層的腦活動,主要是在左半球。所有受試者在進行啞劇動作時,大腦兩側的運動皮層、體感皮層和前運動皮層都表現出神經活動增加。在聽動作和模仿動作期間活躍的大腦區域之間的重疊區域被確定為映象系統。在這種情況下,映象系統是一個皮質網路,包括左半球的前運動區、顳區和頂區。在有視力或盲人受試者中,聽環境聲音都不會啟用映象系統。並且在兩組中,神經映象活動都會因熟悉的動作聲音而不是不熟悉的動作聲音而增加。
這項研究的結果表明,視覺體驗對於映象系統的發展和功能不是必需的。先天性盲人受試者在聽到動作聲音時,在與有視力的人在響應視覺和聽覺刺激時活躍的相同大腦區域中顯示出映象網路啟用。作者得出結論,人類映象系統可以在沒有視覺輸入的情況下發展,並且也能夠處理來自其他感覺方式的有關動作的資訊。
本質上,當盲人聽到他人的行為時,他們使用與有視力的人觀察這些行為時使用的大腦皮質區域網路相同。這符合我們已經瞭解的關於盲人如何為不同用途徵用大腦某些區域的知識。例如,先天性盲人依靠視覺皮層中的區域透過觸控和聽覺等其他感官來獲取有關物體形狀和運動的資訊。正如 Ricciardi、Pietrini 及其同事指出的那樣,先天性盲人非視覺識別對視覺大腦區域的徵用表明,視覺體驗和視覺意象都不是形成物體抽象表示所必需的。
先天性盲人受試者透過聽覺刺激啟用映象系統,這支援並擴充套件了這些發現,證明視覺體驗和基於視覺的意象都不是形成他人行為表徵所必需的。由於沒有視覺體驗的個體仍然可以向他人學習和模仿他人,因此諸如此類的研究有助於解釋他們如何使用其他感覺方式與世界互動。人類映象系統在先天性盲人中有效運作,表明它能夠解釋非視覺感覺資訊以獲取關於他人的知識。