自閉癥的起因，眾說(shuō)紛紜。鏡像神經(jīng)元的發(fā)現，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(jiàn)面時(shí)，你也許不會(huì )注意到任何奇怪之處。但當試著(zhù)和他說(shuō)話(huà)時(shí)，很快就會(huì )發(fā)覺(jué)十分不對勁。或許是他的眼神不會(huì )與你的眼神接觸，反而刻意回避你的眼光，同時(shí)也會(huì )坐立難安、前后搖晃身體，或許會(huì )以頭撞墻。更令人失措的是，他甚至無(wú)法與人正常對話(huà)。即便他可以感受到恐懼、暴怒與喜悅等各種情緒，卻無(wú)法感受他人的想法，也不像多數兒童那樣，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，是美國的精神科醫師肯納（LeoKanner）與奧地利的小兒科醫師亞斯柏格（HansAsperger）在1940年代分別發(fā)現的。巧合的是，這兩位醫師雖然不知道對方的研究，卻同樣用「自閉癥」（autism）來(lái)稱(chēng)呼這個(gè)癥狀，這個(gè)字源自希臘文autos，意指「自我」。這個(gè)詞選得好，因為自閉癥患者最顯著(zhù)的特微，就是社交互動(dòng)上的退縮。這種疾病有許多嚴重程度不等的變化，卻又有一些共同特征。為了更確切說(shuō)明這種疾病，醫生近來(lái)選用「泛自閉癥障礙癥候群」（autismspectrumdisorder,ASD）這個(gè)名稱(chēng)，來(lái)描述這種疾病。

　　研究人員從發(fā)現自閉癥以來(lái)，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)驗室的研究人員，就開(kāi)始探討自閉癥與腦子里新發(fā)現的一類(lèi)稱(chēng)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知他人意圖有關(guān)，因此可以合理假設，鏡像神經(jīng)元系統的功能障礙，可以造成自閉癥的癥狀。過(guò)去10年，有幾項研究證據也支持這個(gè)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(shí)可以讓醫師發(fā)展出更好的方法，來(lái)診斷并有效治療這個(gè)病變。

　　透視自閉癥者的腦中變異

　　自閉癥中最重要的異常現象，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(yǔ)言能力不足、欠缺同理心，或其他較不常見(jiàn)的癥狀，也常是診斷的根據。許多自閉癥患者無(wú)法理解隱喻，有時(shí)會(huì )根據字面上的意義來(lái)解釋語(yǔ)意。他們也無(wú)法模仿他人的行為，由于經(jīng)常過(guò)于專(zhuān)注在瑣事上，反而無(wú)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(wú)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(lèi)：解剖的與心理的。研究人員已經(jīng)摒棄了第三類(lèi)理論──像是「冷酷母親」假說(shuō)：不當教養引起的病變。加州大學(xué)圣地牙哥分校的柯?tīng)柶跛鼓危‥ricCourchesne）與其他解剖學(xué)者漂亮地指出，自閉癥兒童的小腦有著(zhù)獨特的異常現象，這個(gè)腦區負責協(xié)調復雜的隨意肌運動(dòng)。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(huì )造成震顫、走路搖搖擺擺、異常的眼球運動(dòng)，這些癥狀很少出現在自閉癥患者身上。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，也許是異常基因所造成的不相干副作用，其他作用才是自閉癥的主因。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。他們認為，自閉癥最重要的異常現象，是缺乏「揣度他人心智」的能力。傅瑞斯與巴龍科恩認為，腦子里特殊的神經(jīng)線(xiàn)路，讓我們能夠精密的假設出他人心智的內部運作，然后根據這些假設結果，有效的預測他人的行為。傅瑞斯與巴龍科恩的方向顯然是正確的，不過(guò)他們的理論卻無(wú)法圓滿(mǎn)解釋?zhuān)c自閉癥看似不相干的種種癥狀為何會(huì )組合在一起。說(shuō)自閉癥患者無(wú)法進(jìn)行社交互動(dòng)，是因為他們無(wú)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制失去了功能，造成的癥狀，會(huì )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(xiàn)索。1990年代，里佐拉蒂研究獼猴在進(jìn)行目標導向動(dòng)作時(shí)，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》）

　　從內心照見(jiàn)世界

　　■由于鏡像神經(jīng)元似乎與社交互動(dòng)有關(guān)，這個(gè)神經(jīng)系統的功能喪失，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(gè)區域的鏡像神經(jīng)元喪失了活性。研究人員猜測，針對恢復鏡像神經(jīng)元活性而設計的治療，應該可以減輕自閉癥的某些癥狀。

　　■「情緒圖譜理論」這個(gè)假說(shuō)，可以解釋自閉癥的次要癥狀，像是過(guò)度敏感。

　　幾十年前，研究人員就知道大腦額葉的前運動(dòng)皮質(zhì)參與了控制隨意運動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō)，猴子在伸手抓取花生時(shí)，某個(gè)神經(jīng)元會(huì )活化，在拉動(dòng)拉桿時(shí)另一個(gè)神經(jīng)元會(huì )活化，以此類(lèi)推。這些神經(jīng)細胞通常稱(chēng)為運動(dòng)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(xiàn)路的一部份；透過(guò)觀(guān)察組成線(xiàn)路的神經(jīng)元訊號，就可以監測這個(gè)線(xiàn)路。）

　　但讓里佐拉蒂和同事吃驚的是，當這只獼猴看到其他獼猴或研究人員展現同樣的動(dòng)作，運動(dòng)控制神經(jīng)元里的某群細胞也活化了起來(lái)。例如，看到其他猴子伸手抓取花生時(shí)，參與控制「伸手抓取花生」動(dòng)作的神經(jīng)元也會(huì )活化。后續的腦造影技術(shù)指出，人腦相對應的皮質(zhì)區也有這種鏡像神經(jīng)元。這些觀(guān)察結果意味著(zhù)，鏡像神經(jīng)元（更精確地說(shuō)是由它們所組成的網(wǎng)絡(luò )），不只會(huì )送出運動(dòng)控制指令，也可以讓猴子或人，藉由腦部模擬他人的行動(dòng)，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測簡(jiǎn)單的目標導向行動(dòng)，但對人類(lèi)而言，鏡像神經(jīng)元系統也許已經(jīng)演化出可以闡釋更復雜意圖的能力。

　　解析自閉癥

　　自閉癥患者額下回（inferiorfrontalgyrus）鏡像神經(jīng)元的活動(dòng)會(huì )減少。由于額葉下回是前運動(dòng)皮質(zhì)的一部份，這或許可以解釋為什么患者無(wú)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(huì )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(yǔ)言障礙。自閉癥患者的小腦與腦干的構造也有改變。

　　后來(lái)的研究指出，人腦其他區域，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(shí)發(fā)現，某些在痛反應時(shí)會(huì )活化的神經(jīng)元，在看到別人疼痛時(shí)，也會(huì )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(lèi)的則顯著(zhù)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(zhù)新生兒伸舌頭，新生兒也會(huì )對你伸舌頭。因為新生兒看不到自己的舌頭，無(wú)法透過(guò)視覺(jué)回饋與錯誤修正來(lái)學(xué)會(huì )這個(gè)技巧。所以小孩的腦子里一定有個(gè)內建的機制，將母親的視覺(jué)外觀(guān)（不管是伸舌頭或微笑）投射到運動(dòng)控制神經(jīng)元。

　　兒童語(yǔ)言能力的發(fā)育，需要重新劃定腦區的功能。要模仿父母親的話(huà)語(yǔ)，幼兒的腦子必須將顳葉聽(tīng)覺(jué)中樞的聽(tīng)覺(jué)訊號，轉換成運動(dòng)皮質(zhì)的口語(yǔ)輸出。鏡像神經(jīng)元是否直接參與這種技巧，不得而知，不過(guò)顯然有些類(lèi)似的過(guò)程發(fā)生。最后，鏡像神經(jīng)元也許讓人類(lèi)可以像別人看自己一般看自己，這可能是自我知覺(jué)與內省所必備的能力。

　　從μ波看鏡像神經(jīng)元活動(dòng)

　　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隊注意到，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)元系統真的參與闡釋復雜的意圖，那么這個(gè)神經(jīng)線(xiàn)路的缺陷，就可以解釋自閉癥患者最顯著(zhù)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(yǔ)言能力不足、欠缺模仿能力等。蘇格蘭圣安祖大學(xué)懷頓（AndrewWhitten）的團隊約在同一時(shí)間提出這樣的看法，不過(guò)第一個(gè)支持這個(gè)假說(shuō)的實(shí)驗證據，是我們實(shí)驗室與同校的阿爾許勒（EricL.Altschuler）與潘達（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(wèn)題，我們必須找到一個(gè)不用將電極插在腦子里（里佐拉蒂與同事用猴子做實(shí)驗才能這樣），就可以記錄到神經(jīng)細胞活性的方法。后來(lái)我們知道，可以藉由腦電圖（EEG）來(lái)測量?jì)和哪X波。50多年來(lái)，科學(xué)家早已知道EEG中有一種μ波（muwave），會(huì )在人們進(jìn)行隨意運動(dòng)（譬如翻開(kāi)手掌或握緊拳頭）時(shí)遭到阻斷。有趣的是，當人們看著(zhù)其他人做著(zhù)同樣的動(dòng)作時(shí)，μ波也會(huì )阻斷掉。我們其中一人（拉瑪錢(qián)德朗）與阿爾許勒提議，μ波抑制現象也許可以提供一個(gè)簡(jiǎn)單而非侵入性的方法，監控鏡像神經(jīng)元的活性。

　　我們決定由一位認知功能稍微受損的自閉癥兒童來(lái)進(jìn)行第一個(gè)實(shí)驗。年紀太小、認知功能受損嚴重的兒童不能參與這項研究，因為我們必須確定受試者所看到的任何差異，都不是由于注意力渙散、無(wú)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(jiǎn)單隨意運動(dòng)時(shí)，自閉癥兒童就像正常孩童一樣，μ波會(huì )受到抑制。但當自閉癥兒童觀(guān)看他人執行動(dòng)作時(shí)，μ波并沒(méi)有受到抑制。于是我們下結論，自閉癥兒童的運動(dòng)控制系統沒(méi)有問(wèn)題，但鏡像神經(jīng)元系統有缺失。這項觀(guān)察結果發(fā)表于神經(jīng)科學(xué)會(huì )2000年的年會(huì )，為我們的假說(shuō)提供了一個(gè)有力的證據。

　　仔細看μ波

　　研究人員在探討自閉癥患者的鏡像神經(jīng)元系統時(shí)，需要觀(guān)察前運動(dòng)皮質(zhì)神經(jīng)元活化時(shí)造成的μ波抑制現象。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(shí)，會(huì )從事隨意運動(dòng)，之后他們觀(guān)看同樣動(dòng)作的錄影時(shí)，研究人員會(huì )觀(guān)察他們的μ波變化。

　　執行動(dòng)作

　　人們進(jìn)行隨意肌運動(dòng)時(shí)，運動(dòng)控制神經(jīng)元會(huì )活化。研究人員要求所有受測者的右手開(kāi)掌或握拳。一如所料，自閉癥或對照組的兒童在進(jìn)行這項動(dòng)作時(shí)，μ波的強度都會(huì )受到抑制。

　　不過(guò)這只是一個(gè)實(shí)驗的結果，必須小心不要以偏概全。因此，我們的實(shí)驗團隊后來(lái)較有系統的進(jìn)行了一系列研究，包含了10位認知缺失不嚴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。結果一如我們所料，對照組受測者在進(jìn)行手部運動(dòng)或觀(guān)看手部運動(dòng)影片時(shí)，μ波都會(huì )受到抑制，但自閉癥受測者的EEG，卻顯示只有在自己進(jìn)行手部運動(dòng)時(shí)，μ波才會(huì )受到抑制。

　　其他研究人員利用不同觀(guān)測神經(jīng)活性的技術(shù)，也證實(shí)了我們的發(fā)現。芬蘭赫爾辛基科技大學(xué)哈里（RiittaHari）領(lǐng)軍的團隊，利用腦磁圖（MEG）發(fā)現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(chǎng)變化。最近，美國加州大學(xué)洛杉磯分校的達普瑞妥（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)區鏡像神經(jīng)元活動(dòng)會(huì )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(lái)研究自閉癥患者的鏡像神經(jīng)元活動(dòng)。這種技術(shù)可以在運動(dòng)皮質(zhì)區引發(fā)電流，因而造成肌肉運動(dòng)。結果顯示，對照組受測者在觀(guān)看同樣動(dòng)作的影片時(shí)，跨顱磁刺激造成的手部運動(dòng)會(huì )比較明顯；而自閉癥患者就要弱得多。

　　總括來(lái)看，這些結果提供了令人信服的證據，自閉癥患者的鏡像神經(jīng)元系統是有缺失的。科學(xué)家還不知道哪些遺傳與環(huán)境因子會(huì )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)元系統缺失這個(gè)假說(shuō)，可以解釋自閉癥的獨特癥狀，目前許多研究團隊正在積極探討這個(gè)假說(shuō)。鏡像神經(jīng)元系統的缺失，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(wú)法理解諺語(yǔ)與隱喻。當我們告訴受測者「控制一下自己」（getagriponyourself），他真的就會(huì )照字面上的意思，開(kāi)始抓自己的身體。雖然只有部份的自閉癥患者無(wú)法理解隱喻，但這種現象仍然亟待解釋。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(gè)重要癥狀：無(wú)法理解諺語(yǔ)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)。現在就來(lái)看一看60多年前德裔美籍心理學(xué)家柯勒（WolfgangKohler）所發(fā)現的bouba/kiki效應。在這個(gè)測驗中，研究人員會(huì )展示兩種粗繪的形狀給受試者，一個(gè)形狀圓滑、一個(gè)形狀尖突，然后問(wèn)：「這兩種圖形哪個(gè)是bouba？哪個(gè)又是kiki？」不管被問(wèn)者操哪種語(yǔ)言，98%的人都會(huì )選擇曲線(xiàn)柔軟的為bouba、而形狀尖突的為kiki。這項結果指出，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(zhù)尖突的性質(zhì)。我們推測，這種跨越腦區投射與隱喻類(lèi)似，必然有與鏡像神經(jīng)元系統相似的神經(jīng)線(xiàn)路參與其中。從這個(gè)方向研究所得到的結果，與推測一致，我們發(fā)現，自閉癥孩童在bouba/kiki測試中表現不佳，無(wú)法將聲音與形狀正確連結起來(lái)。

　　那么是人腦的哪個(gè)部位參與了這項技巧呢？座落在視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)與觸覺(jué)中樞交會(huì )之處的角回，似乎是個(gè)可能的腦區。這不只因為它所處的位置，也因為這里發(fā)現到類(lèi)似鏡像神經(jīng)元特性的神經(jīng)細胞。我們針對這個(gè)腦區受損的非自閉癥患者進(jìn)行與聽(tīng)覺(jué)無(wú)關(guān)的測試，發(fā)現他們就像自閉癥患者一樣，在bouba/kiki測試中表現不佳，而且無(wú)法理解隱喻的比例也特別高。這些結果暗示，跨區投射之所以演化出來(lái)，可能是為了協(xié)助靈長(cháng)類(lèi)執行復雜的運動(dòng)技巧，如攀抓樹(shù)木枝干（這類(lèi)動(dòng)作需要迅速整合視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)與觸覺(jué)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(lèi)不僅可以伸手抓取花生，還可以發(fā)展文明、探索星空。