2010年3月26日,星期五

自我毁灭的镜像神经元动作理解理论

Rizzolatti&Sinigaglia的新 自然评论神经科学 镜子系统上的论文有效地承认了镜子神经元对动作的理解理论是错误的。最初的想法很有趣:我们通过在自己的电机系统中镜像动作来了解动作。但是根据R&S的说法,情况不再如此:

通过匹配单个动作,镜像处理可以代表身体部位的动作,这种动作可能具有多种功能(例如模仿),但没有任何特定的认知重要性 本身。 p。 269

取而代之的是,理解来自匹配操作目标的高阶表示(上面的引用立即继续):

相比之下,通过将观察到的运动行为的目标与具有相同目标的运动行为相匹配,观察者便能够理解主体的行为。 p。 269

根据R&S的说法,这种目标匹配完全独立于任何特定的运动行为。
...among the neurons in various areas that become active during action observation, only those that can encode the goal of the motor behaviour of another individual with the greatest degree of generality can be considered to be crucial for action understanding... Indeed, parieto-frontal 镜像神经元 encode the goal of observed motor acts regardless of whether they are performed with the mouth, the hand or even with tools. p. 269

So, 镜像神经元, those cells that fire during specific actions such as grasping-with-the-hand and while watching the same specific action -- the very cells that got everyone SO excited -- are not involved in action understanding. Rather, according to R&S, action understanding is achieved by cells that do not code for actions 在 all, but something higher level, goals/intentions.

值得注意的是,R&S在侧边栏“基于镜像的动作理解”定义中直接矛盾:

基于观察者中运动程序的激活来理解观察到的动作’s brain. p. 265

运动程序大概控制特定的动作,例如用手抓握,而不是与动作无关的目标或意图。

对所有目标和意图进行编码是否需要镜像系统?不,根据R&S:
这并不意味着顶额额叶镜像机制可以调解所有意向理解。 p。 271

但是他们想说,系统是编码运动目标/意图所必需的。他们用一个例子说明:

玛丽正在与一个物体(例如杯子)互动。根据她抓握杯子的方式,我们可以理解为什么她要这么做(例如,从杯子喝酒或移动杯子)。这种理解可以通过前额额叶镜像机制借助其运动链组织来介导。 p。 271

的确,我们可以通过玛丽抓住杯子的方式有限地推断玛丽的意图。但是(i)这些推论是由运动所决定的,并且(ii)进行抓握运动的经验对于做出这些推论是不必要的。关于(i),如果玛丽抓住手柄,而不是用指尖推动侧面,我们可以推断出她打算喝酒而不是移动。但是,玛丽也可以移动杯子,将杯子捡起来放在水槽中,或者捡起来拿给别人。关于(ii),即使没有杯子的运动经验,简单地具有握持喝酒感和推动动作的感性经验也将导致相同的推理能力。

认识到动作理解不需要马达系统这一点,R&S进行了几项研究,这些研究表明无需镜系统即可实现理解。他们得出结论,

这些数据表明,对他人运动行为的识别可以仅依赖于其视觉方面的处理。 p。 270

因此,总结一下:

1. Cells that mirror specific actions (i.e., congruent 镜像神经元), don't support action understanding.
2.动作理解的真正工作是通过从动作中抽象出来的单元来完成的,而代之以编码目标和意图的单元。
3.意图可以在后视镜/马达系统之外进行编码。
4.可以在后视镜/马达系统之外实现对他人动作的识别。

那么镜子系统有什么作用?

... [它]允许个人理解他人的行为‘from the inside’ p. 264

What does "从内部" mean to R&S?

...观察到的动作从内部被理解为运动的可能性,而不仅仅是从外部被理解为纯粹的视觉体验。 p。 270

换句话说,这就是我能做到的“理解”,仅此而已。

Rizzolatti,G.和Sinigaglia,C.(2010)。顶额额面镜电路的功能作用:解释和错误解释 自然评论神经科学,11 (4),264-274 DOI: 10.1038 / nrn2805

5条评论:

詹姆斯·基尔纳说过...

嗨,格雷格,

因此,我认为我将尝试回复您的上一篇文章,因为我认为您对MN的某些工作有误解。

据我所知,Rizzolatti和其他人一直认为F5c中的镜像神经元正在编码观察到的抓握的特征,而不仅仅是抓握本身。这是因为某些镜像神经元编码的抓取似乎是非特异性的。但是,他们还会记录严格一致的镜像神经元。确实,在他们的早期论文中,他们甚至暗示了带有F5c的镜像神经元的分层组织,该神经元编码在不同抽象级别上观察到的动作。换句话说,在谈论时必须小心"mirror neurons"关于您的意思是广泛调整还是严格一致。这些是不同的人群。

其次,当您说看到某人拿起杯子时,您无法唯一地识别意图,您说的对。这仅仅是因为多个意图可能需要相同的动作。 Jacob和Jeanerrod在TICs文章中于2005年指出了这一点。因此,任何可以推断出某个动作的意图的系统,无论该动作是否由镜像神经元完成,都必须能够处理。关键不是系统是否能够推断出正确的意图,而是根据我们过去的经验,我们可以推断出最可能的意图。在2007年,我发表了一些使用预测编码方案回答这一问题的论文。 (Kilner等人,2007 Neuroreport,Cognitive Processing)。

You might me interested to note that it is precisely because of this one to many mapping problem that 镜像神经元 can not simply be due to sensory motor associations.

詹姆士

格雷格希科克说过...

嗨,詹姆斯,

No I understand that there are more abstract 镜像神经元, but if you rely on these cells to do the work, don'您是否失去了镜像的解释能力,因为它不再是自动镜,而是抽象的目标/意图表示?

我不'无法理解一对多映射问题如何与感觉运动解释相抵触。你能详细说明吗?

詹姆斯·基尔纳说过...

嗨,格雷格,

仅当您认为F5c中的电机点火是由视觉输入驱动时,即一对多映射才是问题,即是由感觉运动关联而不是运动感觉关联引起的。原因是相同的视觉动作-抓住一点点-不会唯一地映射到一个电机输出上。我们可以用完全不同的肌肉模式执行相同的动作。相反,事实并非如此-给定电机输出,我们可以预测该动作的视觉效果。这就是为什么使用生成模型而不是逆模型将识别模型变成预测编码模型的原因。这就是我们在2007年的论文中所展示的。

另一个相关的问题是感觉运动联想如何处理观察到的动作被遮挡的情况。在这种情况下,看不到动作,因此不能简单地通过感觉运动区域之间的关联来驱动MN。该系统必须具有预测性。

詹姆士

格雷格希科克说过...

也许我'我错过了詹姆斯的观点,但我想到了两点:

1.一对多问题并非动作感知所独有。那里'我也有很多方法可以拿起杯子。我们知道视觉对象刺激的表现会激活"canonical neurons"大概是因为对象的视觉特征与各种计划级别的指导动作有关。我全部'我的意思是动作观察也发生了同样的事情。

2.无论感觉运动交互的方向(反向还是向前),这仍然不会't表示在映射中编码了任何含义。

詹姆斯·基尔纳说过...

嗨,格雷格,

不,我认为您没有错过任何事情。

您说对了,一对多映射问题并不是动作感知所独有的。确实,原始作品是关于较低层次的视觉感知的。

其次,您也说对了,预测编码模型并不意味着含义已被编码。我只想指出,镜像神经元放电无法用简单的感觉运动联想模型来解释。就这些。

詹姆士