2010年7月26日,星期一

(Mis)understanding 镜像神经元 -- An alternative interpretation to "action understanding" and why they got it wrong in the first place

到目前为止,镜像神经元支持动作理解的观点是这些细胞在猴运动系统中功能的主要解释。但是,这不是唯一的解释。在最近几年中,诸如Cecelia Heyes等人提出的“感觉运动”假说一直在流行。在一个 刚刚发表在 当前生物学,马克·豪瑟(Marc Hauser)和我提出了感觉运动观点的一种变体,即镜像神经元的功能不是为了了解动作,而是为了选择动作,就像猕猴运动系统中的“规范神经元”一样。我们还概述了为什么我们从一开始就误解了镜像神经元,即当时没有可用的猴子行为数据支持更直接的动作选择解释。我们指出,有关的行为数据现在已经从最近的研究中获得,并且对动作理解的观点需要认真地重新评估。本文的以下摘要中提供了论点的概述:

很难想象一类神经元会比镜像神经元产生更多的兴奋,Rizzolatti及其同事在猕猴F5区发现的细胞在执行动作和观察动作时均会激发。但是,我们建议,将镜像神经元解释为支持动作理解在开始时是一个错误的转折,并且在感觉运动学习方面还需要更恰当的解释。我们提出了许多论据,如下。鉴于他们先前的工作,Rizzolatti的小组将镜像神经元解释为参与动作选择而不是动作理解是很自然的。他们没有做出此假设,因为当时的数据表明,猴子的行为不支持这种解释。最近的证据表明,事实上,猴子确实表现出支持这种替代解释的行为。因此,声称镜像神经元介导动作理解的原始基础不再具有说服力。有反对行动理解主张并支持镜像神经元的感觉运动学习起源的独立论点。因此,镜像神经元功能的动作理解理论必须认真考虑甚至放弃。 (第593页)。


Heyes, C. (2010). Where do 镜像神经元 come from? 神经科学与生物行为评论,34 (4),575-583 DOI: 10.1016 / j.neubiorev.2009.11.007

Hickok G, & Hauser M (2010). (Mis)understanding 镜像神经元. 当前生物学:CB,20 (14)PMID: 20656198

8条评论:

弗拉德说过...

甚至更简单的假设可能是镜像神经元不起作用,而仅仅是猴子训练方式的一个现象。我曾经通过电子邮件问Rizzolatti,实验者是否在猴子面前吃了食物。我不'记得确切的回复并且可以't拖动电子邮件,但我确实记得他不能排除这种可能性。我问的原因是,如果实验者正好在猴子本身进食的时间里正好在猴子面前进食,那么运动皮层中的神经元仍有可能-恰好接收正确的感觉输入并碰巧控制了正确的动作-可能会学会将这两个动作关联起来。这种学习是偶然发生的,不需要特殊的意义归因于这种联系(尽管这种联系具有特定的内容,但它是一种感觉运动的联系)。有哪些证据可以专门排除该假设(无效?)?

马克·E。 said...

I'我希望您能详细说明您的意思'selection'在镜像神经元实验的背景下。您列出了许多猕猴确实表现出模仿的情况,但在实验中'我看到在感知过程中显示出运动激活,我不'记得看到猕猴实际上在做什么。你是说他们是'thinking about' or 'considering'复制他们看到的动作?除了主要反对运动理解(5、9、10)的引文之外,是否有任何直接证据支持该假设(似乎由于长度限制而遗漏了很多细节)?
无论如何,灵长类动物在对运动进行概念化时会激活电动机系统的想法本身似乎很有趣,并且与通过模拟可以促进理解的想法相距不远。

格雷格希科克说过...

嗨弗拉德,
您提出了重要的观点。实际上,我相信训练过程本身在调整镜像神经元的响应特性中非常重要。如果实际上镜像神经元是可以在感知的动作之间建立任意关联的感觉运动关联细胞,那么这是可以预测的。缺少的是一个清晰的行为证明,即动作(而不仅仅是对象)可以作为电机执行系统的输入。从这种观点来看,镜像响应只是动作-动作关联的一种(也许是次要的)子类型。

格雷格希科克说过...

嗨,马克·E,

我们所说的是镜像神经元的功能与"canonical neurons" do. They take action-relevant sensory input -- objects for 规范神经元 and actions for "mirror neurons"-并将其与适当的响应措施相关联。

如果查看规范的神经元,您会发现它们也只是在物体出现时做出响应,即使猴子没有产生动作。当猴子伸手去做时,他们也会做出反应。即,它们是感觉运动细胞,似乎参与了感觉信息和运动动作之间的映射。我们认为镜像神经元是相同的。

这样想:我为您提供一杯咖啡(视觉对象),这会激活涉及产生对杯子的适当抓握响应的细胞。这些是规范的面向对象的单元格。现在假设我们两个人面前有一杯咖啡,我们俩都想要。你看到我开始伸手去拿它。我的动作会激活您参与编码竞争性到达动作的细胞。这些是镜像神经元。这些电路可能并行工作。

请注意,并非所有触发动作的动作都必须镜像。如果您看到我拿着一杯咖啡,然后突然开始动作,导致我将液体洒到您的脸上,则适当的响应不是镜面手势,而是闪避或躲避手势。这就是我说镜像单元很可能是动作-动作关联单元的子集时的意思。

我希望这有助于澄清...

安东尼奥 said...

亲爱的希科克教授

我非常感兴趣地关注您对镜像神经元真正含义的讨论。我阅读了您最近对当前生物学,语言和认知过程上发表的讨论的深刻贡献。两者均未提及Mukamel等人的研究。表明人类存在镜像神经元。可能是Mukamel等'您的论文都写完之后就发表了。我很想知道您对此发现的看法,特别是关于镜像神经元记录在不属于经典镜像系统的皮质区域的事实。

真诚的

安东尼奥

詹姆斯·基尔纳说过...

嗨,格雷格,

我认为与《当前生物学》的对应确实很有趣。我只是想了一下。在这两种路径模型中,大概在两种路径中都学习了VM关联。换句话说,必须以类似于背侧途径中的VM关联的方式来学习语义信息及其对运动装置的影响。两组学习最可能的机制是联想学习。如果您同意这种情况,'您引用的反镜像研究就像调节腹侧而不是背侧通路一样容易?换句话说,当人们学习时,人们只是学习观察到的和执行的动作之间的语义联系,而不是更务实的联系吗?

詹姆士

格里格·德·祖比卡雷说过...

安东尼奥

NeuroCritic涵盖了Mukamel等。当前的生物学报告,并有一些有见地的评论:

http://neurocritic.blogspot.com/2010/04/mirror-neurons-join-marilyn-monroe.html

问候,

格雷格

格雷格希科克说过...

嗨,詹姆斯,

抱歉,反应迟钝...

背面和腹侧系统对不同事物都有好处。背流对于将感觉特征(例如形状,大小,位置和方向)与运动系统相关联非常有用,这对于定向到对象的精确动作至关重要。你不'不需要理解即可做到这一点。腹侧流有助于将感觉特征映射到存储的语义信息上,例如,您要看的东西是杯子,而与杯子的特定形状,大小和方向无关。这两个途径的目标在某种程度上是相反的目的:比如说要掌握杯子的特定形状,大小和方向的细节,以便对大型立式杯子的处理方式与对杯子的处理方式有所不同。侧面有个小杯子。但是,如果您想弄清楚对象是什么而不是如何掌握它,则需要忽略(丢弃)所有这些低级的特性差异并提取不变的对象属性。

所以现在您的问题是:是的,我想我们可以在背侧和腹侧流中与运动系统建立联系。但是,只有在背流中,这些关联才真正对掌握有用,因为该流对较低级别的特征进行了编码。腹侧流对于抓紧将毫无用处,因为它只会告诉您正在查看CUP。从中您可能会知道您想要掌握它,但是不会指定其位置,大小等。这意味着从腹侧流向电机系统的输入将是相当高的水平(这是我要达到的目标),而从背流向电机系统的输入将是较低的水平(这是如何真正掌握它)。

我希望这有帮助...