智慧基因镜像神经元 20世纪伟大的发现 文明传承与进步的根基

哈喽大家好！我是小乌，欢迎回到脑洞乌托邦。

1990年，科学界对线粒体DNA的研究发现，晚期智人大约出现在距今5万之前。晚期智人，也被称为是“解剖学意义上的现代人”。

此后，人类开始发明工具，能够钻木取火， 修筑房屋，出现了最原始的艺术和宗教。这也是人类历史上最早期的“文明大爆炸”。与此同时，美国加利福尼亚大学神经科学家维拉扬纳尔.拉马钱德拉（Viayanur S. Ramachandran）指出，原始人的大脑在20万年前，就已经达到了今天1500cc。但人类真正发明工具，产生文明，却是在5万年前。那么这闲置的15万年里，大脑都干什么去了？

时至今日，我们已经可以生产制造出各种智能机器来解放劳动力，大大提高工作效率。以至于很多人争论，在科技“奇点”到来时，人工智能是否是全面超越人类智慧，从而给我们造成威胁。

今天咱们就来聊聊可以回答以上问题的“智慧基因”--- 镜像神经元。

切入主题之前，我们首先来思考一个问题。随着计算机快速发展，气象预报，军事模拟，基因测序，图像处理等等，这些都可以用高精密的机器代为完成。呈现指数级增长的科技似乎让未来人工智能的“智能”看不到尽头。那么目前能够区分我们人类和这一大坨铁疙瘩的最关键因素是什么呢？没错，就是自我意识和情感。

那么什么是自我意识呢？人，是从什么时候开始意识到，“我”和周围其他人，其他事物是截然不同的？提到“我”这个虚无缥缈的概念，大家首先可能想到的是「武林外传」中的一段经典台词。

“我是谁？我生从何来，死往何处，我为何要出现在这个世界上？我的出现对这个世界来说意味着什么，是世界选择了我还是我选择了世界？！是谁杀了我，而我又杀了谁？！”

1970年，美国杜兰大学的心理学家戈登·盖洛普（Gordon G. Gallup, Jr.）用一场实验，首次直观地回答了这个玄幻的问题，“我”究竟是什么，那就是著名的“镜子实验”。实验的原理非常简单。人在照镜子的时候，不假思索就立刻明白，镜子里的人是“自己”。然而，这样一个稀松平常的行为，大部分动物穷尽一生也做不到。因为它们不知道镜子中的原来就是自己，这就是自我意识的体现。

实验最初，盖洛普找来了两只雄性黑猩猩和两只雌性黑猩猩。将他们分别关在不同的屋子里面，待上80个小时。每个屋子里面都有一块大镜子。

起初，黑猩猩们面对镜子做出各种奇怪的手势。仿佛镜中的人就是可恶的入侵者。可随着时间的推移，慢慢地，黑猩猩开始对着镜子梳理自己的毛发，摆弄有趣的姿势。也就是说不到80个小时，黑猩猩就成功地认出了镜中的人是自己。获得了自我意识。

随后，盖洛普加大了实验难度。他先给黑猩猩们注射了麻醉剂。在黑猩猩的额头上涂上一点红色的染料。红点所在的位置不通过镜子无法看到，当然，也无法产生触觉。以保证实验的准确性。之后，将苏醒的黑猩猩先送回不带镜子的屋中，观测和记录它们触碰红点区域的频率。然后，再在屋子里安装上镜子，记录它们触碰红点区域的视频。将结果进行对比。事实证明，在安装镜子之后，黑猩猩面对镜子，触碰红点的频率是之前的4~10倍。也就是说它们意识到，红点是位于自己身上的，从而试图将其擦拭掉。

黑猩猩也成了第一种被验证具有自我意识的非人类动物。后来镜子实验被广泛地应用于测试其他动物。至今为止非人类灵长类动物中只有黑猩猩，倭黑猩猩和红毛猩猩通过了镜像测试。整个自然界中通过测试的动物也不过10中左右，其中也包含一些让人大跌眼镜的，比如说，喜鹊，隆头鱼，大象和蚂蚁。

此外，镜子测试也告诉我们，自我意识似乎并不是与生俱来的。人类的自我意识在1岁到2岁之间形成。因为18个月大的孩子，有一半无法认出镜子中的就是自己。

自我意识是一种复杂的心理现象，我们要先知道自己的存在，进而将自己区分于周围事物，才能认知整个世界。17世纪，法国哲学家笛卡尔留下名言“我思故我在”。世界万物，科学道理，不管看起来多么的确凿无疑，都可以被怀疑和辩驳，但是唯一毋庸置疑的事情就是“我在怀疑”这件事本身。听起来非常烧脑。简单地说就是，“我无法否认自己的存在，因为当我否认，当我怀疑时，我就已经存在！” 在我思考和怀疑的时候，已经存在一个执行思考的“思考者”了。这就是所谓的“我思故我在”。

通过自我意识，我们有能力进入了自己的内心世界，直接把握了我们自身的感官，情绪和体验。

那么另外一个更高级的问题出现了，我们如何做到理解和把握他人的情绪和体验呢？此时就要提到镜像神经元了。

上个世纪90年代，意大利帕尔马大学的神经学教授里佐拉蒂（Giacomo Rizzolatti）在研究大脑的运动皮质(motor cortex)时，无意中发现了一个诡异的现象。大脑运动皮质的F5区域控制手部和口部的运动。里佐拉蒂教授的研究团队将细细的电极插入恒河猴的大脑中，然后让猴子执行抓取葡萄干的动作，同时观察个别神经细胞的放电信号。此实验最初的目的是为了理解激活状态的神经元如何编写指令，从而执行特定的动作。可在实验的过程中，奇怪的现象发生了。

猴子在执行抓取葡萄干的动作时，有一组独特的神经元被激活，会伴随着动作而释放信号。

可是当猴子看到实验员抓取葡萄干时，那组独特的神经元中的大约20%也会被激活，同样释放信号。起初，里佐拉蒂的实验团队认为，是不是某种不易察觉的因素造成了这种现象。就比如说，猴子在观察实验员抓取花生时，是不是做了一些他们没有注意到的小动作呢？但是随着实验的反复进行，他们排除了这种可能性。同时还排除了其他一些干扰因素，就比如说猴子对食物的渴望。

可即使是这样，那组神经元依然会被激活。这就表示，这组神经元的活动形式，与猴子看到的动作有关。这是什么意思呢？这就表明是大脑对这个动作本身的反应，与动作的执行者无关。就像脑海中出现了一个镜子一样，可以映射他人的动作，里佐拉蒂将这组神经元命名为“镜像神经元”（Mirror Neuron）。

那么镜像神经元的意义何在呢？它在我和整个外界世界之间搭起了一座桥梁。成为了我们模仿，学习和解读他人行为的基础。

就比如说，当我们看到走钢丝杂技表演的时候，我们会感到紧张，甚至身体不由自主的跟着表演者左右摆动。我们看到一只大毛毛虫爬过别人手的时候，仿佛觉得自己手上也有东西在爬。我们在观看球赛的时候，会奋力呐喊，仿佛自己就在场上来回跑动一样。我们在看偶像剧，男女主角撒糖的时候，会不由自主的脸上露出姨妈笑。这一切都是镜像神经元的驱使。

回到我们最开始的问题，人类大脑的容量在大约20万年前就已经发展成了目前的大小。可是钻木取火，搭建房屋等文明的火种确实在7万到5万年前突然之间传播开来的。这就很有可能跟镜像神经元的突然出现有关。它使得我们能够迅速模仿和学习他人的行为。举个很简单的例子，假如说族群有一个人无意中发现了如何取得火种，这种技能就会以星火燎原之势在族群中迅速传播。不仅如此，繁衍的下一代，也会通过学习和模仿长辈，使得这种技能纵向地代代相传。

达尔文的进化论讲究的是物竞天择。物种的演化是极其缓慢的。北极熊为了适应寒冷的气候，可能过了几十万年，才能进化出来皮毛。但是古时候的人类为了御寒，可以宰杀一只熊，剥其皮毛，制成外衣。而人类小孩，可以通过观看父母打猎制衣的过程，五分钟之内迅速习得这项技能。

模仿和观察是人类文明发展的基础，因为只有站在巨人的肩膀上，也能看得更高更远。

而镜像神经元，就像是神，突然之间给人类加持的“智慧基因”一般，使我们拥有了更加独特，敏锐和犀利的目光，可以洞察大自然的奥秘。正是因为人类拥有了更高级的镜像神经元，从此我们的进化之路，一骑绝尘，与其他动物渐行渐远，成为了地球的霸主。

美国神经科学家拉马钱德拉（Viayanur Ramachandran）曾经说过，镜像神经元的发现，为理解人类早期智慧的形成做出了重要贡献。镜像神经元之于心理学，犹如DNA之于生物学。虽然说在个别灵长类动物中也发现了镜像神经元，但是人类的镜像机制更复杂。北京师范大学教育学博士，陈建翔认为，人类的镜像机制在进化过程中，也经过了几大演变过程。

从最开始的“直接刺激的外部模仿”，也就是模仿观察到的动作。最后演变成“抽象刺激的内部模拟”，也就是说即使不存在观察对象的外部行为动作，也可以在大脑中对行为动作进行模拟，也就是我们说的“脑补”。这就是教育和学习中的理解能力。

在镜像神经元的影响下，我们的模仿行为日益微观化，内在化，终于形成喜怒不形于色的“脑内模仿”机制。从此，人类遇事不会再像大猩猩一般，捶胸顿足，大喊大叫。我们成为了地球上首批能够共享隐蔽信息的神奇物种。

现代社会中，镜像神经元最日常化的体现，除了模仿和学习，可能就是共情了。共情，也被称为，“同理心”，“移情能力”， “同感”等等，它是设身处地体验和理解他人感受的一种能力。

在《天才在左，疯子在右》那本精神病患者访谈记录中有一个有趣的故事。说有一个精神病人，一直觉得自己是一个蘑菇每天撑着一把伞蹲在病房的角落里，不吃也不喝。给他治疗的医生，情急之下，想出了一个妙招。医生也拿了一把伞，蹲在他旁边。病人看了看医生问道，“你谁呀？”医生说“我是一只蘑菇啊”。病人点点头，不说话，继续做回他的蘑菇。不一会儿之后，医生突然站起来，开始在房间里走动。病人问道：“你不是蘑菇吗？怎么可以走来走去呢？”医生说，“蘑菇也可以走来走去的啊！”病人觉得有道理，于是他也站起来走走。

又过了一会儿，医生拿起一个汉堡开始吃。病人又问：“你不是蘑菇吗？你怎么可以吃东西呢？”医生说“蘑菇也当然可以吃东西啦？”病人又觉得很有道理，于是也开始吃东西。几周之后，这个病人已经可以像正常人一样生活了。虽然他仍然觉得自己是个蘑菇。

神奇的镜像神经元拉近了人与人之间的距离，让我们懂得互相理解和爱，就像镜像神经元的发现者里佐拉蒂教授所著的书名一样，「我看见的你就是我自己」。

说到这儿，可能有人会问了，如果有人镜像神经元受损，或者镜像机制发育不完全，会出现什么现象呢？最典型的例子就是自闭症。自闭症儿童的镜像机制就像是一面破碎的，缺失了的镜子。他们在模仿他人动作时，表现出了明显的困难。

里佐拉蒂研究团队曾经在自闭症儿童身上做过一个实验。分别让典型发育的儿童和自闭症儿童完成一个连贯的动作，比如说拿起巧克力，放入嘴里吃掉。典型儿童，当手抓起巧克力的时候，控制张嘴肌肉的神经细胞已经被激活了。也就是说，对于典型儿童来说，抓起巧克力，放进嘴里吃掉，是一个连贯性的系列动作，一个整体。神经系统可以做出系统性的预判与规划。

而自闭症儿童，只有当巧克力已经被放到嘴边的时候，控制张嘴肌肉的神经细胞才会被激活。也就是说，他们的无法对行为做出预判了规划。这就导致自闭症患者完全理解比不了他人的行为和意图。无法体会别人的感受，自然也不具备共情能力。

里佐拉蒂的发现对于自闭症的早期诊断和治疗意义非凡。他指出，儿童都拥有一个发展镜像机制的“关键期”，这个“关键期”一般集中在生命的第一年，此后慢慢消失。如果能够越早地诊断出自闭症，就能够通过相应的交流刺激和情感刺激来辅助镜像机制的健全发育。发现得越晚，不完整的镜像机制已经成型，想要恢复和治疗就很难了。

说到这儿，我们来思考今天的最后一个问题，能不能根据人类镜像神经元的特性，为电脑创造自我意识？事实上，让一个机器人学会模仿人的动作并不难，安装一个图像识别和处理模块，帮助机器人捕捉到，它看到的是人的动作。在用传感器控制机器人的各个关节。这样至少可以机械地模仿人类扭扭腰抬抬腿的动作了。但是这样的机器人能够理解每一个动作背后的情绪吗？显然是不能。

以目前人工智能的发展水平，一个具有自我意识的高智慧机器人在短时间内，被制造出来的可能性还是很低的。

也许有一天，科技“奇点”真的到来，强人工智能出现，不但在各方面超越人类，甚至拥有“我思故我在”的自我意识。

然后，在短时间内，迅速进化为超强人工智能。也许到了那个时候，机器真的会为纯人类文明画上一个句号。