2008年5月6日,星期二

是否证明镜像神经元不是动作理解的基础?

关于Gallese等的一些评论。 1996年的论文(Brain,119:593-609)和Rizzolatti,Fogassi,&Gallese 2001年评论论文(Nature Reviews Neuroscience,2:661-670。

Gallese等。 纸 是一份经验报告,因此是一份很好的报告。 如果您想了解镜像神经元的功能特性,请看一下。 One interesting tidbit: five different hand actions were assessed, 抓, placing, manipulating, hand interaction, and holding.  Most cells, by far, are partial to 抓.  Of 92 cells sampled, 30 were selective for 抓 (next highest selective cell count was placing cells & manipulating cells, 7 cells each), and 39 responded to 抓 plus some other action.  So 抓 是 represented in 75% of sampled cells.  这可能意味着猴子掌握了很多东西,但是也许值得注意。

讨论部分中有一些评论值得研究,因为提供了对动作理解的清晰定义。 “用这个术语[理解],我们的意思是识别一个人正在执行一个动作,将该动作与其他类似于该动作的人区分开来,并使用该信息以便适当地行动的能力”(第606页)。 

这是一个强势地位。 如果我们翻转该语句,则意味着 没有 MN不能使动物“识别出某人正在执行某项行动”或“将该行动与其他类似行动区别开来”或“使用此信息以适当行动”。

这种观点似乎排除了观察学习的可能性。 现在,我已经远远超出了我的专业领域,所以我将抵制步履蹒跚。 但是我知道,观察学习发生在许多物种中。 例如,我看过一次电视科学节目,其中章鱼通过观看另一只章鱼打开罐子学会了进入罐子。 (我告诉过您我不在我的专业范围内!) 无论如何,关键是,在像我这样的外行人看来,排除观察学习的主张似乎是错误的理论举措(见下文)。

我们看着 里佐拉蒂,福加西,&Gallese(RFG)审查论文 因为它在Rizzolatti中不断被引用&Craighero在关于其他行动理解机制的陈述之后发表论文。 这很重要,因为如果有其他方法可以闯入系统,您可能会摆脱我们先前在模仿和动作理解方面注意到的一些循环性问题,以及与观察性学习相关的问题。 我希望我们能对其他机制的问题有所澄清,而我们做到了。 

RFG关于MN在行动理解中的重要性的主张令人赞叹。 他们当然不会对任何主张置若:闻:“我们理解动作,因为该动作的运动表示在我们的大脑中被激活”(第661页)。

那么那些也对动作感知做出反应的讨厌的STS细胞又如何呢? 好吧,RFG很好地总结了这些细胞。 STS信元不仅响应简单的动作,而且似乎结合了与动作有关的信息。 例如,通过眼睛注视信息来调制STS中某些动作响应性单元的触发:仅当参与者正在注视动作的目标时才触发该单元,而如果参与者不在视线时则不会触发。

RFG总结说:“这些神经元的特性表明,对动作的视觉分析在STSa中达到了令人惊讶的复杂程度”(第666页)。 我插话说,这个水平似乎比F5复杂得多。 RFG继续说:“但是,这些神经元的存在,以及更普遍的说,与观察到的动作的不同类型的视觉特征结合的神经元的存在,本身并不是了解动作的充分条件”(第666页)。 I completely agree.  您无法根据相关的神经活动对功能进行逻辑上必要的推断。 但是镜像神经元也是如此。

我认为,尽管如此,RFG试图在此指出的一点是,不同于纯粹的感官感知(在他们看来),动作的“语义”在某种程度上是动作本身固有的。 同样,失语症的证据使我对这一立场提出质疑。 有什么患者可以完美地再现动作(逐字重复)却不理解其含义? But let's move on.

那么STS如何获得这些复杂的响应特性? 据我所知,RFG认为电机系统赋予STS其动作感知能力。 

“我们认为,在STSa中发现的不同动作的感觉结合来自运动协同作用的发展。 这些动作的不同副本会激活特定的感觉目标,以更好地控制动作。随后,这种关联被用于理解他人的行为”(第666页)。

因此,听起来STS动作识别系统完全继承了电机系统的动作识别/理解能力。 它如何从更简单的系统继承“惊人的复杂性”尚不清楚。 But RFG's position 明确:对动作的理解是电机系统的功能。 可以通过其他系统(例如STS)来实现对动作的理解,但这仅仅是因为电机系统通过先前的关联赋予了此类系统其动作理解能力。

Correct me if I'm wrong, but from this collection of assumptions, namely, >

1.  “我们了解动作,因为该动作的运动表示在我们的大脑中被激活。” RFG页码661。

2.  “我们不能声称这是可以理解其他人所采取行动的唯一机制。” RC p。 172。
但,
3.  这些其他机制通过与电动机系统的关联来获得其动作理解属性。 (我对以上引用来自RFG第666页的解释。)

因此,除非感知者已经执行了某个动作,否则无法理解该动作。 由此得出结论,对于使用镜像神经元来理解动作的生物,观察学习应该是不可能的。 我不了解猴子,但我相信(没有文学知识)人类擅长观察学习。

如果所有这些假设都是正确的,我们已经证明镜像神经元的动作理解理论是错误的。   

因此,让我们用我的假设来讨论这些问题。 谁有想法?

4条评论:

布拉德·布斯鲍姆(Brad Buchsbaum) 说过...

关于数字3:

“这些其他机制通过与电动机系统的关联来获得其动作理解特性。(我的上述解释来自RFG第666页。)”


即使在没有工作的镜像神经元系统的情况下,这些“获得”其动作理解机制的其他机制也可以运行吗?

如果是这样的话,则意味着即使对动作的理解在后视镜系统的双侧损伤中幸存了下来,该系统也将至少部分地“存活”在其所赋予知识的感觉区域中。

This again raises the interesting question about how to define a "motor"和a "sensory" region: if the motor system can shape the sensory system (and vice versa) then arguing about what belongs to the MNS and what does not may be moot. Indeed, primary auditory cortex might well be part of the "motor" system, so defined, if its behavior 是 in some way influenced over the course of learning/development by the motor system.

格雷格希科克 说过...

他们似乎确实承认“感官”系统(例如STS中的系统)可以用于理解动作:“这些动作的各个副本激活了特定的感官目标,以更好地控制动作。随后,使用了这种关联。了解他人的行为。” RFG,第1页。 666。

这个STS系统是否足以理解动作?他们不说。我的猜测是他们想说不,但在某种程度上他们被迫说是。

每当有人(例如,像我这样)指出对电机系统的破坏并没有破坏“理解”时,他们的位置给他们提供了方便但虚无的“退出”。这种“空缺”是虚无的,因为如果运动知识可以在运动系统之外占据住处,您将无法再伪造该主张。

我想您需要做些什么来测试MN的预测,即在开发过程中,运动语音系统的中断将阻止正常的语音接收。有趣的是,这似乎是错误的,正如Lenneberg数十年前在儿童童年性构音障碍案例中指出的那样:“儿童可能对语言有完全的了解,而从未能够产生可理解的单词。” (E.H. Lenneberg,1967年,《语言的生物基础》。纽约:约翰·威利(John Wiley)& Sons. p. 65;另见:Lenneberg,1962年,“没有语言能力的理解语言:一个案例报告”。 J.艾伯诺姆。 Soc。 Psychol。,65:419-25)。

因此,这是他们的反理论:对动作的所有理解都是通过感觉系统来实现的。在某种程度上,电机系统的行为就像它理解动作一样-活动与感知等相关-这仅仅是感觉动作理解系统通过关联将其知识传递给电机系统的功能。

这说明了镜像神经元的响应特性(它们是通过感觉运动关联获得的),来自严重的布罗卡失语症的讨厌数据,Lenneberg的发育观察,STS神经元的“复杂的”动作知觉响应特性以及观察学习。

匿名 said...

我同意有关感官联想的评论。几乎没有证据表明人镜系统在人脑中具有功能。患者研究是我们拥有的最好证据(执行缺陷患者有时会有相应的知觉缺陷)。

实际上,最近的一项研究表明,您可以人为地操纵这些感觉运动关联。 Catmur等人(《当前生物学》,2007年)对健康受试者进行了训练,在此期间,他们必须执行简单的手指运动,同时观察不同的手指运动。在训练之前,观察原始的手指运动会在参与执行该动作的同一块肌肉中产生促进的运动诱发电位(MEP)。因此,这是相当标准的新闻(Fadiga等,1995等)。然而,在训练之后,他们发现观察第二次不同的手指运动会引起参与不同动作的原始肌肉的MEP增加。

简而言之,他们在执行的动作和观察到的不同动作之间建立了关联。哇。我认为这非常令人兴奋。

So they propose that this 是 potential mechanism for development of the human mirror system. More to the point in my mind however, it demonstrates that these associations can be formed 没有 a specific function. During normal development we all perform actions which are accompanied by vision of that action. We observed our own actions and the actions of others; when you sit and eat dinner, you are executing an action 和observing the same actions, both by yourself and by others. So it's possible that this 是 a) how the mirror system developed and b) that it may be involved but 是 not essential for action perception, recognition or understanding 在 all. It may in fact be a consequence of meaningless associations formed during motor development.

(据我所知,PS区域F5包含镜神经元的部分失活,导致运动减慢,但最终并未消除动作执行(Fogassi等人,Brain 2001)。看看这些动物是否是有趣的是很有趣的。能够进行动作辨别/识别/预测(根据Umilta等,2001)

卢德米拉 说过...

我们是研究镜像神经元的独立研究人员,最近得出的结论是Iacoboni等人(2005)进行的实验结果不支持镜像神经元编码意图的概念。如果您有兴趣,我们将给您发送标题为“镜像神经元与意图之间的联系(Iacoboni等,2005)有待进一步研究”的工作。附摘要。

真诚的
美国Ludmila Vucolova
彼得·波罗迪奇(Peter Boroditch),俄罗斯

抽象
这项工作将分析Iacoboni等人(2005年)的发现,“人类镜像神经元系统不仅提供动作识别机制,而且还构成了用于编码他人意图的神经系统”并暗示该发现不受实验结果的支持。
对Iacoboni的发现的分析表明,在意图清洁条件下,额叶下部额叶皮层的镜像神经元区域据称具有更大的活性,但并未显示出足够的额外活性来支持主要发现。
The analysis demonstrates that alleged greater activity in mirror neuron areas in the inferior frontal cortex in the Intention drinking condition 是 not valid since the comparison between Action, Intention drinking and Intention cleaning conditions was not based on the premises of the hypothetical model (identical 抓 actions), thus, leading to an improper reading of the data and interpretation of the findings.
意向性饮酒条件与行动和意向性清洁相比,回应率高的原因在于由Iacoboni实施并被参与者观察到的抓握动作类型的差异。这些差异影响镜像神经元反应的水平。意向性饮酒中报告的高水平归因于两个动作的即时识别,“grasping” and “带到嘴里。” These are found to be two consecutive and adjoining links within the drinking action. The lack of additional response in Intention cleaning 是 due to the recognition of only the 抓 action by viewing the Intention cleaning clip. Consequently, the need to resort to the understanding of intention to account for the high response (in the Intention drinking condition) can be eliminated.