最近，来自加州大学伯克利分校和挪威奥斯陆大学的Anat Perry 、Jamie Lubell 等学者在Brain杂志上发表了一项研究，表明即使是单侧损伤前额叶皮层，无论是否涉及到镜像神经元的关键区域额下回（IFG），都会导致情绪识别能力的降低，而对动作识别能力的影响只体现在反应时延长，并且情绪识别能力与β节律抑制成显著负相关。
 
实验分别选用了17位单侧脑损伤被试和18位年龄匹配的健康对照组被试。为了进一步验证镜像神经元核心区域IFG的在动作和情绪识别中的作用，将这17位脑损伤被试分为IFG损伤的被试（n=8）和非IFG损伤被试（n=9），如图1。
行为学实验范式选用了四种，分别是1.生物运动：动作范式；2.手势识别；3.生物运动：情绪范式；4.眼神判断情绪测试。其中范式一二都是针对动作识别的测试，范式三四都是针对情绪识别的测试。
EEG记录则是在运动观察和模仿执行范式中同时进行的。如图2。



图1：两组病人损伤部位重构图。A图 每一个IFG损伤病人的损伤部位（1-8）和组叠加效果图（最后一行）；B图 每一位非IFG损伤病人的损伤部位（1-9）和组叠加效果图（最后一行）。


图2：EEG任务的实验设计。被试坐在离电脑屏幕约70cm处，在被试旁边的托盘里放置三个物品。每一个实验试次，被试听到一个听觉信号(200ms)，随后看到一个1200ms长的背景图片（作为EEG的基线），紧跟一个2000ms的小视频播放手抓握其中一个物品，其后是2400ms的等待间隙，再紧跟一个200ms的听觉信号暗示被试可以模仿视频里的动作，尽可能准确地选择相同的物品。
 
行为学结果显示，在测试动作识别能力的实验范式一二中，组间对比：准确率并没有差异，而反应时有显著性差异，两组脑损伤被试相较与正常对照组，均出现反应时显著延长。而在情绪识别的生物运动：情绪范式中，无论是IFG组还是非IFG组，相较与健康对照组，均出现准确率显著降低，而只有IFG组出现反应时的显著延长；在眼神判断情绪的实验中，只有IFG组出现显著的准确率降低。行为学结果说明前额叶皮层的损伤严重影响情绪识别的能力（包括准确率和反应时），而对动作识别只影响其反应时。如图3。


图3： 三组被试在四种行为学测试中的准确率（%）和反应时（ms）。
 
之前的研究表明，在动作观察和模仿执行时均可发现mu节律的抑制现象，mu节律分为较低频率的mu节律（α：7~14 Hz）和较高频率的mu节律（β：15~25 Hz）。在观察和模仿实验中，研究人员同时记录下脑电信号，分析mu节律的抑制情况，考察脑损伤患者伴随着行为学表现的下降是否会出现mu节律抑制的减弱。
脑电结果显示，三组被试确实存在β节律抑制的显著性差异，但是在α节律未观察到这样的区别。脑电和行为学的相关性分析显示：损伤半球的β节律抑制指数与两种情绪识别范式中的准确率均成显著负相关。即正常被试在情绪识别中出现β节律抑制现象，而脑损伤患者情绪识别能力越低，β节律抑制越弱。如图4。

图4 EEG结果。A图显示每一组被试的β节律（15~25 Hz）抑制在动作执行期间的平均地形图；B图显示β节律抑制呈现显著的组间差异，并且组间和组内半球之间存在交互作用。C图生物运动：情绪任务的准确率和β节律抑制指数之间成显著的负相关；D图 眼神判断情绪范式中准确率和β节律抑制指数之间成显著的负相关。
 
最后研究人员计算脑损伤部位的大小，发现IFG组和非IFG组被试损伤大小差异接近显著性，为了考量是否是损伤大小决定了两组被试在行为学表现和mu节律抑制中的差异，将脑损伤大小与行为学表现和β节律抑制指数进行相关性分析，结果显示均不存在相关性，说明在我们的实验中影响两组病人被试的是损伤部位IFG。
上述的实验表明：人类的镜像神经元系统在情绪识别中起到重要作用，对于该双侧系统，即使是单侧的损伤都能显著影响被试的情绪识别能力。而对于动作识别能力该系统可能并不是必须的。
 
参考文献：Perry A, Saunders S N, Stiso J, et al.Effects of prefrontal cortex damage on emotion understanding: EEG andbehavioural evidence[J]. Brain, 2017, 140(4): 1086-1099.
 

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