1、1基于镜像神经元的教育：新“神经神话”的诞生？ *陈巍 汪寅摘 要 镜像神经元是近二十年来神经科学领域内的重要发现，近来国内有学者试图以其为基础建构一个所谓的“镜像教育”方案。然而，通过系统回顾与剖析相关领域的众多争议及其科学性误解，发现该方案不过是神经教育学背景下诞生的一个新“神经神话”。究其根源，教育学领域中科学沙文主义与常识自由主义这对孪生文化之间的内在冲突滋生了此类神话。澄清镜像神经元系统与教育活动之间的精确关系必须建立在系统化的理论与长期谨慎的实验室实验之上。未来的研究亟待重视：（1）确认镜像神经元系统参与了哪些与教育和学习相关的脑神经机制；（2）考察在哪些情境下增强镜像神经元系统的
2、活动有助于教育，在哪些情境下则需要抑制其活动；（3）任何基于镜像神经元的教育都必须警惕盲目的急功近利。关键词 镜像教育；镜像神经元；神经神话；科学沙文主义；常识自由主义；联想学习作者简介 陈巍，绍兴文理学院教育学院副教授，浙江大学语言与认知研究中心博士后研究人员 （绍兴 312000）； 汪寅，纽约大学心理学院博士后 （纽约 10003）一、缘起：镜像教育的来源近二十年来，镜像神经元（mirror neurons）及其相关研究已经成为了心理科学的“宠儿”，并逐渐渗透至哲学、语言学、人类学与美学等诸多人文社会科学领域。自发现镜像神经元起，研究者不断提出其可能在人类认知活动中的扮演的诸种角色与功能
3、* 本文系中国博士后科学基金第七批特别资助项目“现象学与神经科学对话中的他心问题研究”（课题批准号： 2014T70578）的 阶段性研究成果。2从最早的理解他人的动作意图，到模仿他人的动作并对他人产生“感同身受”的共情，再到自闭症成因、语言进化、美学欣赏与政治冲突镜像神经元甚至被冠以“塑造文明的神经元”之美誉 1。受这场“镜像风暴”影响，国内一些教育学者也试图在镜像神经元与教育理论之间建立起联系，并提出了一个基于镜像神经元的教育变革与创新运动“镜像教育” 1。诚然，倡导者们希冀乘神经教育学（Neuroeducation）之势提高教育质量的信念与热情应该得到尊重和鼓励，但遗憾的是，衡量一个教育
4、方案是否科学的标准并不取决于倡导者的信念、热情甚至其主张的价值，而在于是否有足够的科学证据支持。详加考察后不难发现，镜像教育不仅基于镜像神经元研究这一“有可能是有史以来认知神经科学领域内最大的争议” 2之基础上。更令人不安的是，由于研究者在认识论上的严重缺陷，导致该方案所呈现的“核心”理念、“丰富”内涵以及由此衍生的一系列具体实施计划如同“沙滩上的别墅”。眼前一派“面向大海，春暖花开”的美好景象无法掩饰脚下“遍地流沙，处处泥淖”的羸弱根基。鉴于相关的成果已陆续发表在国内主流教育学学术期刊上 2，并引得主流媒体的频频赞誉 3，而一般教育工作者、媒体与公众与对于“如此包装”的“神经教育学”所知甚少
5、，对于镜像教育中存在的讹误做出必要的澄清也就迫在眉睫了。我们首先考察镜像神经元研究中存在的众多争议，随后论证无视这些争议的镜像教育如何成为新的神经神话（Neuromyth）及其认识论根源。最后就镜像神经元系统可能蕴含的教育意义做出必要前瞻。二、焦点：围绕镜像神经元的争论何为“镜像教育”？正如其支持者所宣称的那样：“镜像神经元研究在教育中有着广泛的运用机制，呈现出了广阔的发展前景，它将成为21世纪教育重要的科学支柱，引发我们对教育的全新理解和全面变革，教育的改革创新将进入一个以镜像神经元原理为基础的镜像教育主题时代” 3 1 该方案由一系列工作组成：浙江省温州市龙湾区教育局合作成立“镜像神经元教
6、育应用联合实验室”；以北京北大公学教育投资有限公司为平台开展的“天瞳培养计划”和“儿童超级母思维训练营”；以及即将在中国教育学会家庭教育专业委员会支持下推出的“中国自闭症儿童康复训练镜像系统”。2 相关论文见教育科学（2011年第5期）与教育理论与实践（2012年第7期）。3 中国教育报、科技日报、中国周刊、现代教育报、教育信息报、基础教育论坛以及光明网、中华网、人民网等实体与网络媒体对此均有过大量报道。3。那么何谓镜像神经元？它的功能是什么？人脑中是否存在镜像神经元？镜像神经元从哪里来？通过深入回答上述问题，镜像教育的种种华而不实、夸大其词的主张与实践也将不攻自破。（一）何谓镜像神经元？有关
7、镜像神经元的界定需要从原初的研究文献中予以澄清。早在1992年，意大利神经科学家di Pellegrino等利用单细胞记录技术 1在豚尾猴的前运动皮层（F5区） 2首次发现了一类特殊的视觉运动神经元 4。其特殊之处在于：它们会在猴子执行一个执行目标导向（goal-directed）的动作与仅仅观察同样的动作时都会产生神经放电。例如，猴子抓起一个苹果把它送到嘴里的过程或观察其他个体做上述动作时同样被激活。为此， Rizzolatti等随后形象地称其为“镜像神经元” ：“脑将知觉到一个动作这一意象投射到了运动系统中，后者会通过即时的、自动化的加工，产生一个对相同动作的运动编码。就像镜子可以对直接感
8、知到的意象产生一个精确的拷贝” 5。这个发现的意义在于：将原先一直视为分离的大脑感知系统与运动系统联系在了一起，特定的感觉信息可以转换成运动形式。关于这一点学术界基本上没有异音。然而，后续的一系列研究却引发了诸多充满“火药味”的争论，这些争论在镜像教育中几乎被全部屏蔽了。（二）人脑是是否存在镜像神经元？di Pellegrino等在猴脑 F5区发现镜像神经元之后，提出了另一个十分有趣且非常值得思考的问题，即F5区在人脑中的同源体大部分在腹侧前运动皮层，这是否是巧合？ 6这个问题旋即拉开了关于人脑中镜像神经元是否存在的研究序幕。由于研究伦理的限制，研究者不可能随意在人脑中疑似具有镜像神经元的脑区
9、进行侵1 在单细胞记录（single-cell recordings）中，研究者将一个微电极插入动物的脑中，使电极位于一个神经元细胞膜旁边，电生理活动的改变就能被测量到。该技术的主要目的是确定怎样的实验操作会引起一个独立细胞的反应频率产生恒定的变化。比如，当动物运动手臂时细胞会增加放电频率吗？这种改变会特异于运动方向吗？动作引起的放电频率依赖于行为的结果吗？该技术主要应用于动物身上。2 该区域与动作的计划、选择与执行有关。4入性的单细胞神经记录研究。故只能采用PET 、fMRI等非侵入性的脑成像技术来研究人类在有效执行与观察动作过程中所激活的脑区是否存在着空间上的重叠，借此间接地推测这些脑区中
10、是否含有镜像神经元。已有研究发现，在人脑顶下小叶的喙部、中央前回的底部及额下回的后部在功能上具有类似猴镜像神经元的视觉-运动对应特征。由于上述区域是猴脑镜像神经元区域在进化上的同源体，因此也被称为“人类镜像神经元系统”（human mirror neurons system） 7。然而，上述脑成像手段在技术上的局限与间接性，导致越来越多的脑区被发现具有“镜像属性”，相关的争执也有愈演愈烈之势 8。总体上，学术界在获取人脑存在镜像神经元的确凿的证据方面难以取得突破性的进展，而Mukamel 等的研究又在原本暗流涌动的湖面上投入一枚重磅炸弹。该研究首次使用单细胞神经记录法在21位癫痫患者的杏仁核、
11、海马、内嗅皮层、海马旁回、辅助运动区、前辅助运动区、前扣带回背侧和边缘位置均发现了具有镜像属性的神经元 9。虽然也有学者肯定了这项研究的结论，但更多的学者提出了严肃的批判。原因如下：（1 ）由于本研究是癫痫治疗的附属实验，只能选择患者癫痫病灶部位附近安置电极，因此，该研究发现的镜像属性神经元都不位于运动皮层，而并非原先设想的镜像神经元系统。（2 ）本研究发现的镜像属性不符合镜像神经元的定义，即这些神经元在个体执行该动作时激活程度增加，但在观察动作过程中其激活程度反而降低，说明其并非促进而是在抑制对观察动作的执行或模仿 10。综上，迄今为止，神经科学界在探索人脑中是否存在镜像神经元方面并未达成共
12、识。Mukamel 等的研究本身就是争论的重要来源，而不是对争论的判决性解决。镜像教育无视这些争论一笔带过，并公开宣称“在人脑中也证实了镜像神经元的广泛存在 ”，注定只能将所有的设想建立在“空中楼阁”之上。（三）镜像神经元的功能是什么？有关镜像神经元功能的设想最初只有两个：动作理解（action understanding）与模仿（imitation）。例如，发现，猴脑镜像神经元的活动不仅会被动作的5视觉信息所激活（例如，猴观看实验人员剥花生的动作），而且会被与动作相关的听觉信息所激活（例如，剥花生发出的声音）。因此，研究者大胆推测镜像神经元的激活不是对感觉属性的单纯表征，而是表征了动作的意义
13、或意图。Gallese等进一步假设，这种由于镜像神经元激活的动作理解，在心理机制上经由一种“具身模拟”（embodied simulation）实现。即，个体在没有直接执行动作的情况下，会利用自身与观察者之间在身体形式上的相似性，对储存于原有知觉运动经验中加工信息进行“再使用”（reuse），从而实现动作理解 11。后续也的确有一些研究支持了上述假设 12。然而，近来不少研究者开始质疑镜像神经元在动作理解与模仿上的作用。（1）镜像神经元可能并非是动作理解的必要神经机制。例如，一些诸多失用症（apraxia） 1患者常常无法自己去执行某些动作，但是他们却可以较好的去理解其他人做这些动作。这表明了
14、即使自己运动皮层中缺少某个动作的表征，病人还是可以对该动作进行很准确的理解。这些临床案例暗示动作的理解可能不需要自身运动皮层中的动作信息，从而完全颠覆了镜像神经元在动作理解功能上的工作机制 13。（2）已有足够证据显示镜像神经元并非是动作理解的充分神经机制。动作理解是一个极其复杂的过程，镜像神经元至多只对其中部分动作类型作出再认与识别。最近，“镜像神经元之父”Rizzolatti 也专门撰文对此做出解释：“我们认为镜像神经元对于动作理解的贡献仅限于那些我们熟悉的动作，对于我们不熟悉的动作则需要镜像神经元之外的系统来协助” 14。（3）镜像神经元至多可被视为无意识模仿（mimicry）的神经机制
15、，而有意识的模仿需要借助其它脑区的联合活动与调控。例如，前额叶皮层（prefrontal cortex） 15。因此，迄今为止，有关镜像神经元在动作理解与模仿上扮演的角色尚不清晰，更缺乏直接的证据将其视为共情、读心、语言进化等认知活动的直接神经机制。然而，镜像教育的支持者为了“包装”自己的主张，不惜随意夸大镜像神经元的功能： “这种神经元能使高级哺乳动物像照镜子一样在头脑里通过内部模仿而即刻辨认出所观察对象的动作行为的潜在意义，并且做出相应的情感反应” 16。这些根本经不起推敲的主张完全是空头理论家纸上谈兵构建出来的猜想，没有任何实验证据。 1 失用症是一类神经疾病，病因是运动皮层中负责动作执
16、行的脑区被损毁。6（四）镜像神经元从哪里来？自镜像神经元发现以来，许多研究者一直试图揭开其起源的奥秘。镜像神经元从哪里来？它是遗传基因决定的而预先存在（prewired）于大脑中的？还是由后天的经验“诱发”产生的？围绕这个问题，研究者提出了两种假说：适应假说（adaptation hypothesis）和联想学习假说（ associative learning hypothesis） 17。适应假说认为镜像神经元是自然选择（ natural selection）的结果，是进化的产物 18。如果镜像神经元的确具备动作理解的功能，那么其具有的属性必然是种系进化与个体发生过程中为完成某一特定的功能而
17、形成的一种认知属性。比如，动作的识别和意图的理解对于有机体的生存与繁衍而言具有至关重要的意义，在这种适应压力下自然选择最终产生镜像神经元。同时，适应假说认为后天经验对镜像神经元发育的影响是非常微小的。感觉或运动经验可以引发或促进镜像神经元的发育，但其镜像属性是遗传获得的。与之相对的，联想学习假说的基本观点是，镜像神经元是联想学习的产物而非基于特定的功能形成的 19。这一假说遵循的是神经水平上经验的“赫布法则”（Hebbs rule） 1，即类似于巴甫洛夫的条件反射学习机制。该假说认为镜像神经元是个体在感觉运动经验中形成的；个体将在执行和观察同一行为中获得的感觉运动经验联系起来，使原先编码某一动
18、作的运动神经元与编码同一动作的感觉神经元紧密联系，最终使运动神经元获得镜像属性。该假说强调的是：编码某一动作的运动神经元和感觉神经元都是先天的产物，但是后天的联想学习将两者联系起来才是镜像神经元形成的唯一动力，而联想学习本身并不是自然为了产生镜像神经元而专门进化出来的，它是所有神经系统的特性 20。当前，更多证据倾向于证明镜像神经元（或系统）是后天经验学习的产物而非特定的进化产物。主要表现在：（1）镜像神经元并非灵长类特有， 非灵长类的物种之中也存在相似镜像属性的神经元。例如，鸣禽 21。如果镜像神经元是自然选择压力下为某种功能所形1 “赫布法则”指的是经验会通过强化与弱化负责联结神经元的突触
19、来重塑大脑。这种重塑过程被认为是一种学习。例如，当大脑“看到”事件B总是跟随事件A出现，代表A事件的神经元与代表B 事件的神经元之间的突触就会增强。如果事件A与B之间不再表现出任何明显的关系，那么代表A与B 的神经元将停止它们之间的相互联结以反映这一新的事实。7成的认知属性，那么在进化上截然不同、认知能力迥异的鸣禽脑中发现镜像神经元显然是与适应假说相矛盾的。（2）镜像神经元（或系统）的活动受到其它外部因素的调控。例如，短期的感觉运动训练可以改变镜像神经元（或系统）的活动属性。如果说镜像神经元是自然选择的适应产物，那么其功能不可能在短时间内发生实质性变化 22。在这里，我们尤其要强调的是人类镜像
20、神经元系统并像镜像教育中所提出的那样：“比猴镜像神经元进化程度更高”或“文明大爆炸的关键” 23。鸣禽及其它哺乳动物脑中镜像神经元的发现表明镜像神经元不可能是5万年前大自然“眷顾 ”人类后“智慧基因”的产物 22。虽然人类镜像神经元系统看似在特性上比猴镜像神经元更广泛（如猴镜像神经元只针对有目的的及物动作放电，而人类镜像神经元系统则对及物动作、不及物动作、手语动作以及孤立的肢体动作都有反应），在功能比猴镜像神经元涉及更广（除了动作理解外，人类镜像神经元系统还参与诸如模仿、共情等众多社会认知过程），但这并不代表镜像神经元的进化程度高。基于前面刚刚讨论到的镜像神经元是联想学习的产物而非进化选择的结
21、果，人猴镜像神经元的差异很有可能是各自联想学习环境不同所导致的，比如人类在联想学习时的环境更复杂（如工具的使用、不及物肢体动作的使用、丰富的面部表情），内容也更丰富（如动作、情绪与声音）。三、灾变：作为“神经神话”的镜像教育通过对镜像神经元定义、功能与来源争论的厘定，我们发现镜像教育在认识论上犯下科学研究的大忌：证实偏见（Confirmation Bias）。即指人们一般倾向于寻找到可以支持自己信仰和假设的证据而忽视对这些信仰和假设不利的证据。这种偏见不仅出现在人们搜集证据的过程中，也会出现在对其信仰和假设的解释上。在科学研究上，证实偏见往往来自研究者的过度自信 24。这种证实偏见最终导致镜像
22、教育灾变成一个神经教育学领域内“中国制造”的全新“神经神话”。所谓神经神话主要指：“来源于神经科学但是在演化过程中偏离了神经科学的原始研究，在神经科学以外的领域中传播与稳定下来的广泛流传的观念。” 25神经神话的缔造者往往缺乏对原始研究的敬畏感，为了达到的宣传目的（一般与商业盈利有关），扭曲神经科学成果对“过度包装”论点；无视相关研究的背景、细节、限制条件与争论；借助空洞的口号式以夸8大研究发现的意义；断章取义地引用科学权威的话语来制造“玄谜”。近三十年来，各样神经神话异常活跃于相关学科领域与公众媒体。教育学一直是重灾区之一，尤其是伴随“基于脑的教育”（brain-based educatio
23、n）或神经教育学的新兴学科的蓬勃发展，神经神话已经成为阻碍其健康发展的巨大“绊脚石”。例如，左右脑思维、90%的大脑潜能、莫扎特效应等等。通过深入剖析镜像教育的内涵与主张，不难发现其完全符合神经神话的诸多特征。（一）扭曲神经科学的成果“过度包装”论点从镜像教育的诸多论述中我们可以看到其在教育理论与实践（尤其是家庭教育与早期教育）上的一些观点。例如，注重“自然的教育”与“身教重于言教” 26。笔者认为，这些观点本身是有意义、建设性的，但是借助镜像神经元予以包装，显然是有“挂羊头买狗肉”之嫌。如上所述，镜像神经元本身的功能现在还有较大争议，而在镜像教育支持者们的描述中，我们经常可以看到其作者“洋洋
24、洒洒”地描述镜像神经元对于人类一系列高级社会认知的重要性。这些高级社会认知包括：“区别咧着嘴笑与扮鬼脸”（动作理解）；“同情心与感同身受”（共情）；“瞬间理解别人的意图”（读心）；“看到别人吃东西，自己口水来了”（无意识模仿）；“默契”（心灵感应） 27-29。如果说这些功能或多或少带有一些国外相关学者的猜想与假说成分，那么将智慧、顿悟、直觉、天赋、自发性、领悟力、创造力等等高级认知活动也一股脑儿塞进镜像神经元的口袋之中则是毫无根据的信口雌黄。为了使其观点显得更具“科学性”，镜像教育的始作俑者竟然置随意扭曲、偷换与杜撰心理学与神经科学的基本概念：“镜像神经元的发现，使我们不得不对自己的眼睛刮目
25、相看眼睛不仅仅是外界万千事物的感受器，而且由于它与镜像神经元的直接联系，变成了一种理性器官” 30。上述所有说法均毫无任何科学证据的支持，更是让十多年前那些过度猜想过镜像神经元功能的国外学者“自叹弗如”。（二）借助吸引眼球的口号来夸大研究发现的意义镜像教育的支持者宣称“每个孩子都是天生的学习者” 31；“ 大自然是孩子最值得托付的老师” 932。对此，笔者无意否认。然而，其提出的根据是因为：“大自然赠予人类一个匪夷所思的镜像神经元，它把漫长的历史进化成果压缩成遗传密码，刻录于人的大脑内部，教导人类进行自发而有效的学习，使人类在其遗传结构上能够按照教育的规律来建造” 33。 这些论点实在让人不敢
26、苟同。当前的科学证据显示，每个孩子天生都具备学习能力是因为联想学习的机制是进化选择的结果，是自然赋予所有动物神经系统的基本特性 34。如上文论证的那样，大量证据倾向于镜像神经元是联想学习的产物，是学习产生了镜像神经元，而不是镜像神经元使个体有学习的能力。迄今为止，没有一个科学研究报道表明镜像神经元对于动作学习的帮助，更不用说对于人类认知能力和其他学习能力的帮助。有研究甚至发现，直接破坏镜像神经区域也没有影响人类对于动作理解的功能 35，这足以说明镜像神经元是否对于学习有贡献仍是不明确的。因此，宣称“镜像神经元理论与提高教育质量” 36；“镜像神经元从根源上解答了钱学森之问” 37等等空洞的口号
27、并不具备任何科学价值。（三）断章取义地引用科学权威的话语来制造“玄谜”哈佛大学心理学家Pinker认为，我们面对的未知世界有两类，一类关乎问题（problems），另一类关乎玄谜（mysteries）。对于问题而言，即便我们目前还没有找到答案，但我们确信答案是能够找到的或者前进的方向最终会被确定。而对于玄谜，我们甚至连答案可能会是什么都无法想象。科学研究的本质就是将玄谜转换为问题 38。然而，纵观镜像教育的内涵与理念，却不仅令人扼腕。镜像教育不仅没有致力于澄清问题，甚至存在将问题倒退成玄谜的倾向！例如，为了宣扬镜像神经元的适应意义，镜像教育的倡导者甚至不惜盲目为其蒙上出一层层的神秘面纱：“镜像
28、神经元原理表明，在每个孩子眼里都藏着一个活了至少5万年的大教育家” 39； “有了镜像神经元这个视角，我们就可以理解柏拉图的伟大猜测” 40等等。这些牵强的解释野蛮地将镜像神经元研究从科学问题幻化为玄谜。此外，镜像教育的鼓吹者还非常善于断章取义地引用权威科学家的言论以增进这种玄谜的“可信度”。例如，“在由晚期智人向人类转变的关键时期，由于环境的突变，迫使晚期智人形成镜像神经元以应对环境变化；而一旦晚期智人具有了镜像神经元，他们就有10了智慧基因，迎来了文明大爆炸，而他们自己也就演变成了真正意义上的人类。”41据笔者考证，这段话的大意应该出自著名神经科学家Ramachandran 在TED 上名
29、为塑造文明的神经元的科普演讲。然而，正如Ramachandran本人随后澄清的那样：“我并不认为镜像神经元足以引发人类进化上的大跃进或塑造一般意义上的文化，我只是说它们可能扮演了重要的角色。” 42事实上，即便如此，上述仍显过度的推测仍然因为诸多同行科学家的严肃质疑而几乎被推翻 43。然而，镜像教育却因证实偏见而“一叶障目，不见泰山”。四、幻灭：科学沙文主义与常识自由主义的冲突通过上述分析，镜像教育完全可以被视为神经教育学时代产生的一个新“神经神话”。对此，除了予以严肃的批判与谨慎的喊停之外，我们尤其需要反思的是：如果说一种漏洞百出、以讹传讹甚至连基本概念都混淆不清的“教育”主张能够蒙蔽媒体与
30、公众尚情有可原，那么其居然还能赢得教育学同行评价的青睐实则让人费解！笔者认为，这或许与教育学界长期流传的一对孪生文化有关。我们不妨称之为“科学沙文主义”与“常识自由主义”。从赫尔巴特时代至今，教育学虽常以人文学（Humanities）或社会科学（Social Science）的身份自居，但却从未摆脱过自然科学（Natural Science）的影响。教育学者对于这种影响经常陷入一种“ 爱恨两难”的境地。一方面，一些教育学者着实厌恶“日常生活中, 教育发挥着巨大的权力, 甚至是一门显学，在科学 1研究中, 教育学的地位微乎其微” 44。由此不时陷入一种对以物理学为代表的“硬科学”的“艳羡综合症”。尤其是作为教育学基础的心理学、生物学等学科在进军“硬科学”的道路上大步向前之际，这种艳羡与焦虑也在其内心滋长日隆。另一方面，他们又坚持“科学不足以诠释教育学”甚或言称“教育的内在空间是科学所无法、无力达至的领地，教育最终要实现的是心、性的转化和提升这些方面不能完全靠科学化的路径，而是要从玄门进1 下文中凡单独出现“科学”之处均特指自然科学。
