自閉癥的起因，眾說紛紜。鏡像神經(jīng)元的發(fā)現(xiàn)，為自閉癥的成因與治療研究，照進(jìn)了一道亮光。

　　初次與自閉癥孩子見面時，你也許不會注意到任何奇怪之處。但當(dāng)試著和他說話時，很快就會發(fā)覺十分不對勁?；蛟S是他的眼神不會與你的眼神接觸，反而刻意回避你的眼光，同時也會坐立難安、前后搖晃身體，或許會以頭撞墻。更令人失措的是，他甚至無法與人正常對話。即便他可以感受到恐懼、暴怒與喜悅等各種情緒，卻無法感受他人的想法，也不像多數(shù)兒童那樣，可以輕易掌握微妙的人際關(guān)系。

　　美國約有0.5%的孩童罹患自閉癥，（編注：在臺灣的比例也相近）。這種發(fā)育障礙的疾病，是美國的精神科醫(yī)師肯納（LeoKanner）與奧地利的小兒科醫(yī)師亞斯柏格（HansAsperger）在1940年代分別發(fā)現(xiàn)的。巧合的是，這兩位醫(yī)師雖然不知道對方的研究，卻同樣用「自閉癥」（autism）來稱呼這個癥狀，這個字源自希臘文autos，意指「自我」。這個詞選得好，因?yàn)樽蚤]癥患者最顯著的特微，就是社交互動上的退縮。這種疾病有許多嚴(yán)重程度不等的變化，卻又有一些共同特征。為了更確切說明這種疾病，醫(yī)生近來選用「泛自閉癥障礙癥候群」（autismspectrumdisorder,ASD）這個名稱，來描述這種疾病。

　　研究人員從發(fā)現(xiàn)自閉癥以來，就一直努力想要找出病因。雖然環(huán)境似乎也扮演一角，但科學(xué)家知道，容易得病與否，也與遺傳有關(guān)。1990年代末期之后，我在美國加州大學(xué)圣地牙哥分校實(shí)驗(yàn)室的研究人員，就開始探討自閉癥與腦子里新發(fā)現(xiàn)的一類稱為「鏡像神經(jīng)元」（mirrorneuron）之間的關(guān)系。由于這些神經(jīng)元似乎與同理心以及認(rèn)知他人意圖有關(guān)，因此可以合理假設(shè)，鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)的功能障礙，可以造成自閉癥的癥狀。過去10年，有幾項(xiàng)研究證據(jù)也支持這個理論。深入研究鏡像神經(jīng)元，也許可以解釋自閉癥的成因，同時可以讓醫(yī)師發(fā)展出更好的方法，來診斷并有效治療這個病變。

　　透視自閉癥者的腦中變異

　　自閉癥中最重要的異常現(xiàn)象，就是缺乏「揣度他人心智」的能力。

　　社交上的孤離雖然是自閉癥最主要的診斷特征，但不與他人的眼神接觸、語言能力不足、欠缺同理心，或其他較不常見的癥狀，也常是診斷的根據(jù)。許多自閉癥患者無法理解隱喻，有時會根據(jù)字面上的意義來解釋語意。他們也無法模仿他人的行為，由于經(jīng)常過于專注在瑣事上，反而無視于環(huán)境中其他重要的事物，特別是社交狀況。同樣讓人困惑的是，他們經(jīng)常極度厭惡某些聲音，這些聲音無端拉響了他們心靈的警報。

　　解釋自閉癥的理論可以分成兩類：解剖的與心理的。研究人員已經(jīng)摒棄了第三類理論──像是「冷酷母親」假說：不當(dāng)教養(yǎng)引起的病變。加州大學(xué)圣地牙哥分校的柯爾契斯奈（EricCourchesne）與其他解剖學(xué)者漂亮地指出，自閉癥兒童的小腦有著獨(dú)特的異?，F(xiàn)象，這個腦區(qū)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)復(fù)雜的隨意肌運(yùn)動。要能解釋自閉癥，最終必須將這些小腦病變考慮進(jìn)去，但不能就此斷定，小腦傷害是自閉癥的唯一成因。兒童因中風(fēng)引起的小腦損傷，通常會造成震顫、走路搖搖擺擺、異常的眼球運(yùn)動，這些癥狀很少出現(xiàn)在自閉癥患者身上。另一方面，小腦受損患者身上也看不到自閉癥的典型癥狀。自閉癥兒童的小腦變化，也許是異?；蛩斐傻牟幌喔筛弊饔茫渌饔貌攀亲蚤]癥的主因。英國倫敦大學(xué)學(xué)院傅瑞斯（UtaFrith）與劍橋大學(xué)巴隆柯恩（SimonBaron-Cohen）所提出的心理學(xué)理論，也許是最精巧的。他們認(rèn)為，自閉癥最重要的異常現(xiàn)象，是缺乏「揣度他人心智」的能力。傅瑞斯與巴龍科恩認(rèn)為，腦子里特殊的神經(jīng)線路，讓我們能夠精密的假設(shè)出他人心智的內(nèi)部運(yùn)作，然后根據(jù)這些假設(shè)結(jié)果，有效的預(yù)測他人的行為。傅瑞斯與巴龍科恩的方向顯然是正確的，不過他們的理論卻無法圓滿解釋，與自閉癥看似不相干的種種癥狀為何會組合在一起。說自閉癥患者無法進(jìn)行社交互動，是因?yàn)樗麄儫o法「揣度他人心智」，其實(shí)只是在重述他們的癥狀罷了。研究人員必須找出是哪些腦部機(jī)制失去了功能，造成的癥狀，會與自閉癥的功能缺失一樣。

　　義大利帕瑪大學(xué)的里佐拉蒂及其同事所進(jìn)行的研究，提供了一條線索。1990年代，里佐拉蒂研究獼猴在進(jìn)行目標(biāo)導(dǎo)向動作時，腦部神經(jīng)活性的變化。（詳情可點(diǎn)擊閱讀原文參看《感同身受，鏡像神經(jīng)元》）

　　從內(nèi)心照見世界

　　■由于鏡像神經(jīng)元似乎與社交互動有關(guān)，這個神經(jīng)系統(tǒng)的功能喪失，可以解釋自閉癥某些主要的癥狀，包括孤離與缺乏同理心。

　　■針對自閉癥患者所做的研究指出，他們腦部有幾個區(qū)域的鏡像神經(jīng)元喪失了活性。研究人員猜測，針對恢復(fù)鏡像神經(jīng)元活性而設(shè)計(jì)的治療，應(yīng)該可以減輕自閉癥的某些癥狀。

　　■「情緒圖譜理論」這個假說，可以解釋自閉癥的次要癥狀，像是過度敏感。

　　幾十年前，研究人員就知道大腦額葉的前運(yùn)動皮質(zhì)參與了控制隨意運(yùn)動。舉例來說，猴子在伸手抓取花生時，某個神經(jīng)元會活化，在拉動拉桿時另一個神經(jīng)元會活化，以此類推。這些神經(jīng)細(xì)胞通常稱為運(yùn)動控制神經(jīng)元。（記錄到活性的神經(jīng)元并非直接控制手臂，它只是線路的一部份；透過觀察組成線路的神經(jīng)元訊號，就可以監(jiān)測這個線路。）

　　但讓里佐拉蒂和同事吃驚的是，當(dāng)這只獼猴看到其他獼猴或研究人員展現(xiàn)同樣的動作，運(yùn)動控制神經(jīng)元里的某群細(xì)胞也活化了起來。例如，看到其他猴子伸手抓取花生時，參與控制「伸手抓取花生」動作的神經(jīng)元也會活化。后續(xù)的腦造影技術(shù)指出，人腦相對應(yīng)的皮質(zhì)區(qū)也有這種鏡像神經(jīng)元。這些觀察結(jié)果意味著，鏡像神經(jīng)元（更精確地說是由它們所組成的網(wǎng)絡(luò)），不只會送出運(yùn)動控制指令，也可以讓猴子或人，藉由腦部模擬他人的行動，而得知他人的意圖。對猴子而言，這些神經(jīng)元的功能或許局限于預(yù)測簡單的目標(biāo)導(dǎo)向行動，但對人類而言，鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)也許已經(jīng)演化出可以闡釋更復(fù)雜意圖的能力。

　　解析自閉癥

　　自閉癥患者額下回（inferiorfrontalgyrus）鏡像神經(jīng)元的活動會減少。由于額葉下回是前運(yùn)動皮質(zhì)的一部份，這或許可以解釋為什么患者無法評估他人的意圖。腦島與前扣帶皮質(zhì)鏡像神經(jīng)元的缺失，也許會造成相關(guān)的癥狀，譬如缺乏同理心；而角回鏡像神經(jīng)元的缺失則可能造成語言障礙。自閉癥患者的小腦與腦干的構(gòu)造也有改變。

　　后來的研究指出，人腦其他區(qū)域，像是扣帶皮質(zhì)與腦島也有鏡像神經(jīng)元，而且這些神經(jīng)元可能在同理心的情緒反應(yīng)上扮演一角。研究人員在探討清醒受測者的前扣帶皮質(zhì)時發(fā)現(xiàn)，某些在痛反應(yīng)時會活化的神經(jīng)元，在看到別人疼痛時，也會活化。鏡像神經(jīng)元也可能參與模仿，大猿似乎具有最基本的模仿能力，而人類的則顯著多了。模仿的傾向起碼有部份一定是天生的：美國華盛頓大學(xué)的梅爾特佐夫（AndrewMeltzoff）指出，對著新生兒伸舌頭，新生兒也會對你伸舌頭。因?yàn)樾律鷥嚎床坏阶约旱纳囝^，無法透過視覺回饋與錯誤修正來學(xué)會這個技巧。所以小孩的腦子里一定有個內(nèi)建的機(jī)制，將母親的視覺外觀（不管是伸舌頭或微笑）投射到運(yùn)動控制神經(jīng)元。

　　兒童語言能力的發(fā)育，需要重新劃定腦區(qū)的功能。要模仿父母親的話語，幼兒的腦子必須將顳葉聽覺中樞的聽覺訊號，轉(zhuǎn)換成運(yùn)動皮質(zhì)的口語輸出。鏡像神經(jīng)元是否直接參與這種技巧，不得而知，不過顯然有些類似的過程發(fā)生。最后，鏡像神經(jīng)元也許讓人類可以像別人看自己一般看自己，這可能是自我知覺與內(nèi)省所必備的能力。

　　從μ波看鏡像神經(jīng)元活動

　　這些跟自閉癥有什么關(guān)系？1990年代末期，我們在加州大學(xué)圣地牙哥分校的研究團(tuán)隊(duì)注意到，鏡像神經(jīng)元所從事的功能，似乎就是自閉癥中受到損傷的功能。如果鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)真的參與闡釋復(fù)雜的意圖，那么這個神經(jīng)線路的缺陷，就可以解釋自閉癥患者最顯著的異常：缺乏社交技巧。鏡像神經(jīng)元的缺陷，同樣可以解釋自閉癥的其他主要癥狀，像是缺乏同理心、語言能力不足、欠缺模仿能力等。蘇格蘭圣安祖大學(xué)懷頓（AndrewWhitten）的團(tuán)隊(duì)約在同一時間提出這樣的看法，不過第一個支持這個假說的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，是我們實(shí)驗(yàn)室與同校的阿爾許勒（EricL.Altschuler）與潘達(dá)（JaimeA.Pineda）合作所得到的。

　　要證明自閉癥兒童鏡像神經(jīng)元出了問題，我們必須找到一個不用將電極插在腦子里（里佐拉蒂與同事用猴子做實(shí)驗(yàn)才能這樣），就可以記錄到神經(jīng)細(xì)胞活性的方法。后來我們知道，可以藉由腦電圖（EEG）來測量兒童的腦波。50多年來，科學(xué)家早已知道EEG中有一種μ波（muwave），會在人們進(jìn)行隨意運(yùn)動（譬如翻開手掌或握緊拳頭）時遭到阻斷。有趣的是，當(dāng)人們看著其他人做著同樣的動作時，μ波也會阻斷掉。我們其中一人（拉瑪錢德朗）與阿爾許勒提議，μ波抑制現(xiàn)象也許可以提供一個簡單而非侵入性的方法，監(jiān)控鏡像神經(jīng)元的活性。

　　我們決定由一位認(rèn)知功能稍微受損的自閉癥兒童來進(jìn)行第一個實(shí)驗(yàn)。年紀(jì)太小、認(rèn)知功能受損嚴(yán)重的兒童不能參與這項(xiàng)研究，因?yàn)槲覀儽仨毚_定受試者所看到的任何差異，都不是由于注意力渙散、無法了解指令、或心智障礙的一般情況造成的。EEG顯示，在進(jìn)行簡單隨意運(yùn)動時，自閉癥兒童就像正常孩童一樣，μ波會受到抑制。但當(dāng)自閉癥兒童觀看他人執(zhí)行動作時，μ波并沒有受到抑制。于是我們下結(jié)論，自閉癥兒童的運(yùn)動控制系統(tǒng)沒有問題，但鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)有缺失。這項(xiàng)觀察結(jié)果發(fā)表于神經(jīng)科學(xué)會2000年的年會，為我們的假說提供了一個有力的證據(jù)。

　　仔細(xì)看μ波

　　研究人員在探討自閉癥患者的鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)時，需要觀察前運(yùn)動皮質(zhì)神經(jīng)元活化時造成的μ波抑制現(xiàn)象。μ波是腦電圖（EEG）測量到的一種腦波，其頻率為813赫茲。自閉癥與對照組的兒童在接受測試時，會從事隨意運(yùn)動，之后他們觀看同樣動作的錄影時，研究人員會觀察他們的μ波變化。

　　執(zhí)行動作

　　人們進(jìn)行隨意肌運(yùn)動時，運(yùn)動控制神經(jīng)元會活化。研究人員要求所有受測者的右手開掌或握拳。一如所料，自閉癥或?qū)φ战M的兒童在進(jìn)行這項(xiàng)動作時，μ波的強(qiáng)度都會受到抑制。

　　不過這只是一個實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，必須小心不要以偏概全。因此，我們的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)后來較有系統(tǒng)的進(jìn)行了一系列研究，包含了10位認(rèn)知缺失不嚴(yán)重的泛自閉癥障礙的受測者，與10位同年齡、同性別的對照組受測者。結(jié)果一如我們所料，對照組受測者在進(jìn)行手部運(yùn)動或觀看手部運(yùn)動影片時，μ波都會受到抑制，但自閉癥受測者的EEG，卻顯示只有在自己進(jìn)行手部運(yùn)動時，μ波才會受到抑制。

　　其他研究人員利用不同觀測神經(jīng)活性的技術(shù)，也證實(shí)了我們的發(fā)現(xiàn)。芬蘭赫爾辛基科技大學(xué)哈里（RiittaHari）領(lǐng)軍的團(tuán)隊(duì)，利用腦磁圖（MEG）發(fā)現(xiàn)自閉癥孩童鏡像神經(jīng)元的缺失。腦磁圖測量的是腦部電流所產(chǎn)生的磁場變化。最近，美國加州大學(xué)洛杉磯分校的達(dá)普瑞妥（MirellaDapretto）及同事，利用功能性磁振造影指出，自閉癥患者前額皮質(zhì)區(qū)鏡像神經(jīng)元活動會減少。還有，加拿大蒙特婁大學(xué)西歐瑞特（HugoTheoret）及工作伙伴，利用跨顱磁刺激（TMS）來研究自閉癥患者的鏡像神經(jīng)元活動。這種技術(shù)可以在運(yùn)動皮質(zhì)區(qū)引發(fā)電流，因而造成肌肉運(yùn)動。結(jié)果顯示，對照組受測者在觀看同樣動作的影片時，跨顱磁刺激造成的手部運(yùn)動會比較明顯；而自閉癥患者就要弱得多。

　　總括來看，這些結(jié)果提供了令人信服的證據(jù)，自閉癥患者的鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)是有缺失的。科學(xué)家還不知道哪些遺傳與環(huán)境因子會阻礙鏡像神經(jīng)元的發(fā)育，或是改變其功能。由于鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)缺失這個假說，可以解釋自閉癥的獨(dú)特癥狀，目前許多研究團(tuán)隊(duì)正在積極探討這個假說。鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)的缺失，除了可以解釋自閉癥的主要癥狀之外，還可以解釋其他鮮為人知的癥狀。例如，研究人員早就知道，自閉癥患者經(jīng)常無法理解諺語與隱喻。當(dāng)我們告訴受測者「控制一下自己」（getagriponyourself），他真的就會照字面上的意思，開始抓自己的身體。雖然只有部份的自閉癥患者無法理解隱喻，但這種現(xiàn)象仍然亟待解釋。想要理解隱喻，

　　自閉癥患者的鏡像神經(jīng)元缺失，能夠解釋自閉癥患者的一個重要癥狀：無法理解諺語和隱喻。

　　就需要有能力從外表不相似的東西萃取出共同點(diǎn)。現(xiàn)在就來看一看60多年前德裔美籍心理學(xué)家柯勒（WolfgangKohler）所發(fā)現(xiàn)的bouba/kiki效應(yīng)。在這個測驗(yàn)中，研究人員會展示兩種粗繪的形狀給受試者，一個形狀圓滑、一個形狀尖突，然后問：「這兩種圖形哪個是bouba？哪個又是kiki？」不管被問者操哪種語言，98%的人都會選擇曲線柔軟的為bouba、而形狀尖突的為kiki。這項(xiàng)結(jié)果指出，人腦似乎能夠從形狀與聲音攫取出抽象性質(zhì)，例如發(fā)音尖促的kiki與歧突的形狀，都有著尖突的性質(zhì)。我們推測，這種跨越腦區(qū)投射與隱喻類似，必然有與鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)相似的神經(jīng)線路參與其中。從這個方向研究所得到的結(jié)果，與推測一致，我們發(fā)現(xiàn)，自閉癥孩童在bouba/kiki測試中表現(xiàn)不佳，無法將聲音與形狀正確連結(jié)起來。

　　那么是人腦的哪個部位參與了這項(xiàng)技巧呢？座落在視覺、聽覺與觸覺中樞交會之處的角回，似乎是個可能的腦區(qū)。這不只因?yàn)樗幍奈恢茫惨驗(yàn)檫@里發(fā)現(xiàn)到類似鏡像神經(jīng)元特性的神經(jīng)細(xì)胞。我們針對這個腦區(qū)受損的非自閉癥患者進(jìn)行與聽覺無關(guān)的測試，發(fā)現(xiàn)他們就像自閉癥患者一樣，在bouba/kiki測試中表現(xiàn)不佳，而且無法理解隱喻的比例也特別高。這些結(jié)果暗示，跨區(qū)投射之所以演化出來，可能是為了協(xié)助靈長類執(zhí)行復(fù)雜的運(yùn)動技巧，如攀抓樹木枝干（這類動作需要迅速整合視覺、聽覺與觸覺的訊息），最后卻演化出創(chuàng)造隱喻的能力。鏡像神經(jīng)元讓人類不僅可以伸手抓取花生，還可以發(fā)展文明、探索星空。