镜像是一个很有意思的主题,由此可以衍生出许多不同方向学科的交叉,比如上学时物理课上学到的蜡烛成像,又比如在生活中当我们照镜子时,明明某个物体看起来近在咫尺,实际却离我们很远。人类的大脑经常会被眼睛所欺骗,产生一些错误知觉,在对这种错觉加深研究后,在康复治疗技术中产生了一种利用这种视觉错觉的方法——镜像疗法。

来自圣地亚哥的广告招募

19世纪下半叶,随着美国工业化进程的推进及内战的结束,为了解决工伤事故及战争遗留问题,“截肢”由此得到广泛关注。然而截肢的相关主题主要围绕躯体实质,较少关注心理,Vilayanur S. Ramachandran认为镜子能够成为沟通虚拟与现实的桥梁,并决定将镜像应用于临床中。20世纪90年代的圣地亚哥,有报纸刊登一则招募截肢患者的广告:实验声称虽然肢体存在残缺,但人们仍然能够感受到它。由此,Ramachandran开启了“镜像疗法”之门。

如何让截肢患者受益?

截肢患者经常存在幻肢痛(phantom limb pain, PLP)疾病研究证明镜像疗法利用了大脑的偏好,在患者神经病变过程会引发疼痛存在潜在的缓解,其可能原因在于人类对视觉反馈相比于判断患肢位置的躯体感觉或本体感觉反馈是具有优先级的,镜像疗法正是利用这一原理帮助改善疼痛。

神秘的镜像盒子

镜像疗法需要镜像盒子作为道具。那么这个神秘的镜像盒子究竟有什么样的魔力呢?最初的镜像疗法使用的工具十分简陋,仅仅用镜子和一个木盒子隔开健侧和患侧,从而想要利用镜子为受损肢体建立反射性错觉,其后对于镜像的配件虽然有所改变,但材料仍然一致。完整健侧肢成像的地方需要恰好是患侧肢摆放位置,这种视觉反馈会使患者认为患肢的运动状态发生改变。假设当患者每次试图移动患侧肢体,尽管肢体并未产生活动,视觉会借此欺骗大脑,认为运动已经无痛进行,在大脑中都会通过视觉和本体感觉接受一种感知觉反馈,久而久之在大脑回路中留下印记。这就说我们常说的“镜像疗法”(mirror therapy,MT)利用的视觉反馈原理。更专业一点的说法是镜像疗法是一种基于镜像神经元理论,利用大脑的可塑性,通过视觉反馈、运动观察、运动想象、运动模仿等方式进行康复训练的康复治疗技术。在截肢患者以外,也被常用于治疗如脑卒中、脑外伤、脊髓损伤、周围神经损伤等疾病的患者。

什么是镜像神经元?

在了解所谓镜像神经元理论,我们需要知道什么是镜像神经元(Mirror neurons, MNs)?按照定义,镜像神经元是指能直接在观察者大脑中映射出别人的动作、情绪、意图等的一类具有特殊映射功能神经元。通俗理解,在我们大脑皮层中有⼀种特定细胞参与活动,⽽它的作用就是让你在看到某个动作的时候,不⾃主地去模仿,这还是在1996年意大利帕尔马大学的神经生理学家贾科莫·里佐拉蒂和他的研究团队对恒河猴进行了一项实验发现的,实验在运动前皮层中的F5区观察到,有一些神经元既会在猴子自己完成动作时激活,也会在观察的实验人员完成相同动作时激活。由此推断出“镜像神经元”,其某种程度可以起到“模仿”的作用映射出其他个体的动作,反映出动作的意图和本身。举一个比较生活化的例子,我们常说打哈欠具有传染性,看见别人打哈欠自己也忍不住想打哈欠,这就是生活中不自觉的“模仿”。随着对镜像神经元的进一步探索,在人类身上的镜像神经元呈现出更为高阶更为复杂。学术界当前公认的镜像神经元系统包含人脑当中的额、顶和颞上回三个脑区的镜像神经元,涉含运动皮层及包含情感反应的皮层区域等,因此,人类不仅有“模仿”的能力,还能理解他人意图,产生共情心理。

是什么赋予镜像盒子“魔法”

在我们理解完镜像神经元,我们再来看开启镜像“魔法”的4把钥匙是如何起效的:

①视觉向大脑传递信息,对知觉起到主导作用,通过视觉我们可以观察到运动状态的变化。连续进行视觉反馈能够刺激人脑主要运动皮质(M1)会影响皮质的电活动及兴奋性,促进脑功能重塑,诱发运动功能恢复;

②大脑具有可塑性,利用这一原理,通过想象,观察,执行某一动作或是听到该动作的指令等多重感觉刺激均可激活人类大脑的镜像神经元系统,帮助运动恢复。

③部分运动神经起源于健侧并延伸到患侧,基于运动神经通路易化双侧运动,双侧肢体进行对称动作时,运动皮质区得到广泛激活;

④通过将患者注意力转移到患侧肢体有利于减轻习得性废用及强化肢体存在感。在患侧肢体被“治愈”的错误图像刺激下多次反复进行康复训练,有利于减轻疼痛,纠正单侧忽略。

人们将虚幻与真实编织出的“谎言”带给现实中的人希望与慰藉,在Ramachandran教授观察到截肢患者所需要的“心理层面”的关注,将人脑的神经科学与“镜像”投射的想象与真实相结合,带来镜像疗法的发展,在临床上一定程度改善患者的生活质量。对镜像的相关研究还在继续探索,其无论对康复、心理学还是神经科学都极具意义。

来源: 遨游神经科学Navibrain