热血观战vs佛系看球的科学解读：鼓掌叫好还是一脸冷漠，取决于这群脑细胞

2018 年 7 月 12 日 科研圈

小组赛 B 组西班牙对战葡萄牙，C 罗上演帽子戏法，在第 87 分钟将比分扳平，全场沸腾

图片来源：ilbusca / Getty Images

第 21 届国际足联世界杯足球赛于 6 月 14 日在俄罗斯正式拉开了帷幕，众多球迷或为挚爱的球队获胜而欣喜若狂，或因支持的球队败北而垂头丧气。然而还有一群佛系观众，TA 们淡定看球，拒绝天台（？）。这种千差万别的观赛体验，来自于我们大脑中镜像神经元（Mirror Neurons）的活动差异。

撰文 Lila Thulin等

编译谷玉玺

审校阿金小耿

编辑小耿魏潇

你不会在领奖台上看到它，但人类大脑中的镜像神经元系统确实有资格接过这届世界杯的大力神杯，亦或能包揽几乎任何有观众参与的体育赛事大奖。镜像神经元系统是一个由众多神经元构成的网络，当你观察某人的行为或自己在做同一行为时，它都会被激活。这就使得镜像神经元对一名体育爱好者的主观体验有着重要的影响。

但是观看一场比赛并不意味着简单地打开你脑中镜像神经元系统的开关，系统的激活是具有不同等级的。当你和周围人同时观看一场比赛时，你们的镜像神经元也许都在啪啪地放电，但你旁边那位的神经元也许和你的具有截然不同的激活程度。所以，究竟是谁的镜像神经元更活跃？又是什么因素决定了它们的激活程度呢？

图片来源：Thrillist

一粒花生引发的猜想

镜像神经元的发现还要从20 世纪 90 年代意大利的一只猴子和一粒花生说起。帕尔马大学（University of Parma）的研究人员把电极植入到猴脑中观察神经元活动，想要探究在伸手拿取和抓握动作过程中，猴子大脑前运动皮层中哪些神经元会被激活。一个广为流传的故事版本，是一名研究人员在实验室正吃着花生，不久后信号记录仪显示猴子脑中相应的神经元被激活了，但是那时吃花生的是研究人员，而不是猴子！

该实验室在 1992 年将他们的观察结果撰写成了一篇突破性的研究报告¹，在 1996 年的一篇论文²中，他们又创造性地提出了“镜像神经元”这一术语——这种神经元在观察和执行某一动作时均会被激活，产生响应。镜像神经元被定位于猴脑前运动皮层的下部，位于一片与“目标导向的手部动作”相关的区域中。文章作者提出了一个大胆的假设：镜像神经元也许能让动物通过将某一动作内在化而实现对该动作目的的理解。

镜像神经元将动作内在化（图片来源：psu.edu）

这是一种非常著名的效应：当你看到别人微笑时也会不由自主地微笑起来；当别人哭泣时，你自己也会感到悲伤，甚至开始抽泣。镜像神经元在这种共情行为中起到了至关重要的作用。这些神经元将来自外界的印象在脑中形成“映像”，让我们能够对周围发生的事情“感同身受”。“镜像神经元被认为使人类有能力站在他人角度考虑问题，也使得我们能够分辨自我与非自我。”维也纳医科大学（Medical University of Vienna）脑研究中心认知神经生物学系的奥尔内拉·瓦伦蒂（Ornella Valenti）解释道。

但在最初，这一发现却被学界忽视了。在一段记录帕尔玛大学神经生理学家贾科莫·里佐拉蒂（Giacomo Rizzolatti）工作的短片中，他笑着提到，《自然》杂志认为该研究不会激起大家的兴趣，所以拒绝了早先的一篇论文。但事实是，镜像神经元理论很快就发展起来了，不久后，越来越多的研究人员开始尝试在人类身上寻找“镜像神经元”。

但是，想要在人脑中定位单个镜像神经元的位置绝非易事。因为在猕猴身上使用的侵入性电极植入技术对人体来说伤害性实在太大。在镜像神经元发现后的 25 年之中，仅有两项研究 ^3,4对人类的单个神经元进行了监测，观察它们的行为，并与猕猴脑中的镜像神经元对比。两项研究都使用了出于治疗原因已经接受大脑电极植入的癫痫病人的电极观测。研究发现，脑中有一组神经元，只有在病人抓取某个物体时激活，另一组神经元则仅在病人观察他人做动作时激活，而第三组神经元则在这两个过程中都处于活跃状态——这种行为特点与镜像神经元十分类似。

相比于植入式电极，绝大多数关于人类镜像神经元系统的研究都依靠更加温和的方法。例如功能性核磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI），该技术能够追踪脑部较大范围内的血液流向，从而推测神经元的活跃状态。fMRI 研究表明，在镜像神经元系统活跃的过程中，还存在另外的大脑区域被激活，包括与知觉相关的区域，由此进一步扩展了镜像神经元仅限于前运动皮质这一最初定义。不过有些科学家反对这种扩展理论，他们认为动作模仿并不需要依赖某类专门的神经元⁵。

这还只是围绕在这些细胞周围众多争议中的一个。某些科学家认为自闭症与镜像神经元出现功能障碍有关⁶，研究显示自闭症患者脑中的前运动皮质区并没有产生镜像反射活动，然而其他科学家大多对这种“破镜子”假设持批评态度⁷。但是镜像神经元系统理论的基本前提——执行和观察某一动作至少会共享一部分特定的神经元——已被反复证实。这一结论就将我们带到了竞技场上，身处运动员，教练和挥舞旗帜的粉丝之中。

同一场球的不同感受

当球迷们在菲什特奥林匹克体育场（Fisht Olympic Stadium）注视葡萄牙名将 C 罗“踩单车”过人时，他们脑中的镜像神经元会做出类似的反应，就如同他们亲赴球场一样。但是当我们比较体育场内观众们的参与程度，或是球迷们对各自支持队伍欢呼呐喊的强度时，事情变得复杂起来。

球迷们在看到球场上C罗带球过人时，大脑内的镜像神经元也处于活跃状态

普通的观众显然不具有运动员一样的专业技术——但如果有，他们的粉丝体验就会发生改变。对于芭蕾舞者和卡波耶拉舞者（capoeira，又称巴西战舞）的研究表明，个人经验会影响镜像神经元的激活状态⁸。相比不熟悉的舞蹈风格，当他们看到自己熟悉风格的舞蹈短片时，脑中经典的镜像神经元区确实会更加活跃。一个爱在当地体育场打篮球却从没踢过足球的人，会倾向于对足球比赛做出更低程度的回应——不管他是否知道足球比赛的全部规则。

踢过足球并且熟悉规则的球迷更能“看懂”比赛。瓦伦蒂说：“研究表明，在比赛过程中，这些足球专家们能够更好地预测行动。当他们在进行预测的时候，脑中的镜像神经元要比不懂足球的人更加活跃。”在对照组中，那些没有，或是很少观看足球比赛，并且没自己玩过足球的人，镜像神经元几乎不会激活。瓦伦蒂说:“镜像神经元能够让我们凭借直觉体会到他人行为的意图。更重要的是，我们能够从自己的经验中更好的把握这些意图或是动作。”

2008 年的一项研究⁹向三组人展示了相同的罚球录像，这三组人包括专业的篮球运动员、“资深篮球观众”（篮球评论员和教练）和普通人。每组都被要求预测罚球是否能命中。资深篮球观众相比普通观众，在观看录像时体验到了更多的肌肉兴奋感，这意味着他们的大脑能够更好地“映射”他们看到的动作，并且让肌肉充分做好运动准备。专业的篮球运动员相比资深观众，则能更快地准确预测罚球成功与否。

即使对于那些认为自己是“资深观众”的真正狂热的体育爱好者们来说，观察也不能替代第一手的经验。另一项研究表明，受过训练的钢琴演奏者，在看到钢琴演奏错误时手部肌肉会忽然出现紧张状态，而仅通过观察习得关于钢琴演奏知识的普通人并不会表现出同等程度的紧张。与一个偶然看到球赛画面的普通人相比，体育记者，球员自豪的母亲和狂热的球迷，在看比赛时往往感情投入得多，但他们的神经元反应与专业球员的还是差得远。

克罗地亚球迷开心庆祝赢球。图片来源：Dictate The Game

另一个影响镜像神经元反应强度的变量就是你是通过何种途径观察动作的——究竟是观看手机屏幕上直播的体育赛事，还是亲自坐在体育场的观众席前排。“在其他条件都相同的情况下，现场看到的动作要比录像更能激发人们的运动反应。” 加州大学洛杉矶分校（University of California, Los Angeles）的神经学家马尔科·亚科博尼（Marco Iacoboni）解释道。而坐在离球场最远地方的粉丝，可能比坐在观众席最前排观的粉丝们更“冷静”。

最远的位置也许同样会带给你最糟糕的听觉体验，这也至关重要。亚科博尼指出，丰富的听觉体验能够提高人脑中的镜像神经元反应。科学家们在猴脑中发现了听觉镜像神经元——镜像神经元中的一类（约占总数的 15%），它们在同时观察和聆听某一行为，或仅仅是听到某一行为发出声音时被激活¹⁰。 2009 年一项针对盲人的研究表明，人类的镜像神经元系统也有相似的听觉功能¹¹。

所以，如果你想要全神贯注的当一名粉丝，多花点钱买张好位置的球票必然是物有所值。但尝试着亲自下场踢一局比赛，或许能让你收获更多的乐趣。

图片来源：Giphy

原文链接：

http://nautil.us/issue/59/connections/why-some-sports-fans-have-more-fun

参考资料：

1. di Pelligrino, G., Fadiga, L., Fogassi, L., Gallese, V., & Rizzolatti, G. Understanding motor events: a neurophysiological study. Experimental Brain Research 91, 176-180 (1992).

2. Rizzolatti, G., Fadiga, L., Gallese, V., & Fogassi, L. Premotor cortex and the recognition of motor actions. Cognitive Brain Research 3, 131-141 (1996).

3. Mukamel, R., Ekstrom, A.D., Kaplan, J., Iacoboni, M., & Fried, I. Single-neuron responses in humans during execution and observation of actions. Current Biology 20, 750-756 (2010).

4. Perry, A., et al. Mirroring in the human brain: Deciphering the spatio-temporal patterns of the human mirror neuron system. Cerebral Cortex 28, 1039-1048 (2018).

5. Filimon, F., Reith, C.A., Sereno, M.I., & Cottrell, G.W. Observed, executed, and imaginged action representations can be decoded from ventral and dorsal areas. Cerebral Cortex 25, 3144-3158 (2014).

6. Oberman, L.M. & Ramachandron, V.S. Broken mirrors: A theory of autism. Scientific American scientificamerican.com (2007).

7. Southgate, V. & Hamilton, A.F. Unbroken mirrors: Challenging a theory of autism. Trends in Cognitive Sciences 12, 225-229 (2008).

8. Calvo-Merino, B., Glaser, D.E., Grèzes, J., Passingham, R.E., & Haggard, P. Action observations and acquired motor skills: An fMRI study with expert dancers. Cerebral Cortex 15, 1243-1249 (2005).

9. Aglioti, S.M., Cesari, P., Romani, M., & Urgesi, C. Action anticipation and motor resonance in elite basketball players. Nature Neuroscience 11, 1109-1116 (2008).

10. Keysers, C., et al. Audiovisual mirror neurons and action recognition. Experimental Brain Research 153, 628-636 (2003).

11. Ricciardi, E., et al. Do we really need vision? How blind people “see” the actions of others. Journal of Neuroscience 29, 9719-9724 (2009).

Medical University of Vienna. (2014, June 10). World cup: Why mirror neurons play a part in jubilation. ScienceDaily. Retrieved July 4, 2018 from www.sciencedaily.com/releases/2014/06/140610101318.htm

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