为什么球迷愿意熬夜看世界杯？因为脑中的“镜像神经元”让他们与运动员一样感同身受

▲你可能无法在奥运会的领奖台上看到“镜像神经元”，但是科学家关于镜像神经元系统的猜想在2018年的奥运会众多观众观看体育赛事上得到证实。

镜像神经元系统是一个神经元网络，当你看某人在做一件事或者自己做某件事时，这个系统就会被激活，而事实证明，它是体育迷观看比赛主观体验的重要组成部分。

但在观看体育赛事的过程中激活镜像神经元，并不像在生活中打开电源开关那么简单。不同的人镜像神经元的激活程度也不尽相同。你和身旁的朋友都有可能在观看体育赛事过程中激活自己的运动神经元，但是朋友的镜像神经元激活程度与你不一定相同。那么谁的激活程度会最大？为什么会是他？

镜像神经元的发现历程

发现镜像神经元的故事始于1990年，几位意大利科学家在对一只猕猴和一颗花生的研究中偶然发现了镜像神经元。意大利帕尔马大学的研究人员想要确定猕猴在做出伸手抓取花生的动作时，前脑运动皮层中的哪些神经元被激活，因此他们在猕猴的大脑中植入电极以监测大脑的活动。偶然之间，这项科学研究出现了令科学家们叹为观止的现象：

一位研究人员在实验室里吃了花生，这时链接猴脑电极的设备突然记录下一个信号，这说明了即使吃花生的是实验室研究人员也会激活猴子大脑中相应的神经元。

该实验室于1992年发表了一篇关于观察结果的开创性文章，又在1996年发表的一篇文章中创造了“镜像神经元(Mirror neurons)”的概念，即对执行某个动作或观察执行某个动作产生刺激的神经元。镜像神经元位于猴子大脑中的前下运动皮层，涉及目标导向的手部运动。文章作者提出了一个大胆的假设：镜像神经元可以让动物通过内化作用理解动作的目的。

起初，这一发现并不被科学界所接受。一段关于他研究成果的视频短片中，帕尔马大学的科学家贾科莫·里佐拉蒂(Giacomo Rizzolatti)笑着谈到《自然》杂志在早期是如何拒绝接受他的研究成果的，这主要是因为这些成果并不会引起读者广泛的兴趣。但随着镜像神经元变为科学研究的热点，研究人员开始在人体内寻找相应的镜像神经元。

然而，在人体内定位镜像神经元显然不是一项简单的工作。因为对于人类来说，用于定位猕猴体内镜像神经元的电极植入技术是一项有创伤的操作。在发现镜像神经元25年后，两项科学研究终于检测到了人体内的单个镜像神经元，从而观察人体内镜像神经元与猕猴镜像神经元在行为上的差异。当时由于需要对两位癫痫患者进行治疗，科学家和医生们将两个电极植入患者脑中。研究发现：一组神经元仅仅在患者伸手抓住物体时才被激活，另一组神经元则会在患者观察其他人执行某个动作时被激活，第三组神经元则在上述两种情况下都会被激活，这类似于镜像神经元的动作。

目前大多数对人类镜像神经元的研究已经不依赖于植入电极，而是一些其他方法，包括功能磁共振成像(fMRI)，它可以追踪大脑较大区域的血流量信息。使用功能磁共振技术的研究已经不局限于研究镜像神经元，大脑中参与感觉的区域，镜像神经元被激活的区域都是研究的重要课题。这意味着之前镜像神经元的研究仅局限于前运动皮层，现在对这一概念的研究已经扩大至其他区域。

当然，对镜像神经元的认识也存在一些争议。例如，一些科学家反对扩大镜像神经元的研究范围，他们坚持认为运动刺激并不依赖于一类特别的神经元。这只是围绕这些争议细胞的众多分歧之一。再如，有研究人员认为镜像神经元的功能性障碍与自闭症有密切关系，而另一些科学家则全面否定了这种因为镜像神经元受损而导致疾病的说法。

不过，镜像神经元系统存在的基本前提，即在行为方和观察方行为中共享部分神经元指纹(Neuronal Fingerprint)的事实已经被反复证明。我们带着这一观点观察田径场里的运动员、教练员和挥舞旗帜的球迷们。

镜像神经元的激活程度为什么会有不同？

2018年早些时候，韩国江陵冰上竞技场(Gangneung Ice Arena)的观众观看了美国花样滑冰运动员纳塔的精彩表演。观众镜像神经元系统的反应就好像他们做了同样高难度的技巧性跳跃。但当我们比较竞技场中不同观众和球迷在家中为球队欢呼雀跃的不同程度时，这个事情就变得更加复杂了。

很显然，大多数观众并不具备运动员那样的专业知识，如果他们具备运动员的专业知识，这将会大大改变他们的感官体验。针对芭蕾舞演员和卡波耶拉舞演员的研究表明，舞者的经验将会大大影响镜像神经系统的激活方式。舞者在看到自己熟悉的舞蹈风格时，大脑中镜像神经系统的激活程度会大大高于观看自己不熟悉的舞蹈视频时的激活程度。泰莎?沃尔图(Tessa Virtue)和斯科特?莫伊尔(Scott Moir)在2018年的奥运会冰舞比赛中为加拿大夺得了金牌，在观看花样滑冰视频时，他们的镜像神经元活跃程度比观看冰舞视频大大降低。而一个在溜冰场打冰球从不会花样滑冰的体育迷，无论他是否知道这项比赛的所有规则，如果他观看花样滑冰视频，他的镜像神经元活跃程度可能会更低。

2008年的另一项研究显示，如果将职业篮球运动员们、评论员或教练组成的专业观众以及普通观众分为几组播放罚球视频，要求每个小组预测单个罚球是否会进入篮筐。

结果显示，专业观众在观看视频时比普通观众显示了更多的肌肉兴奋性，这表明他们的大脑能够更好地反映他们所看到的运动，并能够激发他们的肌肉活动。此外，职业球员能够比专业观众更加准确的预测罚球是否会成功。不过，对那些自认为是“专业观众”的体育狂热爱好者来说，观看比赛也不能代替运动本身。

另一项研究表明，普通观众在观看钢琴演奏时，他们所获取的信息并不能够转化为弹奏钢琴时手部肌肉的抽动，而接受过训练的专业钢琴家在观看钢琴演奏并发现错误时，手部肌肉则会不由自主的做出正确的指法。虽然体育作家、运动员骄傲的母亲以及奥运会狂热粉丝的镜像神经元被激活后，他们比那些无意之中将频道切换到NBC观看体育比赛的普通人更有参与感，但他们神经元的激活程度比专业的奥林匹克运动员还是差了很多。

另外，以什么方式观看体育赛事，也是影响普通人镜像神经元响应程度的因素。你有可能是在手机上使用流量观看体育比赛，也有可能坐在运动场的前排座位上现场观看。加州大学洛杉矶分校的神经科学家马尔科?亚科波尼(Marco Iacoboni)解释说：“现场观看肯定比观看视频更能激活镜像神经元。”

比起那些流着鼻血在视频前看赛事的的狂热体育迷，坐在运动场现场观看比赛能更好激活镜像神经元。 观看比赛时激动到流鼻血可能会导致声音体验变差，而声音体验对激活镜像神经元也非常重要。拉可波尼解释说，丰富的听觉体验能够增强大脑中的镜像效果。科学家最近在猴子身上发现了听觉镜像神经元——镜像神经元的一部分(所占比例15%)，当人们同时观察并聆听某个事件或者仅仅聆听某个活动时，听觉镜像神经元就被激活了（2009年，一项针对盲人的研究表明，人类镜像神经元系统具有类似听觉的功能）。

因此，如果你想成为某项运动的忠实粉丝，买一张位置极佳的票到现场观摩是非常值得的，而亲自参与可能会让你获得更好的体验。

作者：陈逸翔/编译

编辑：顾军

责任编辑：许琦敏

来源：世界科学