我们如何感受他人的痛苦?
荷兰神经科学研究所的一项新研究记录了人类患者的神经元，结果显示他人的痛苦直接映射到脑岛的神经元上，脑岛是大脑中对我们自己的情绪至关重要的区域。
分享他人的痛苦被认为是产生同理心和帮助他人动机的关键。人们的移情能力有很大的不同，有些人精神病人缺乏同理心的能力，无法理解我们的大脑是如何疼痛对他人是否感到痛苦是理解这些个体差异起源的关键。
到目前为止，我们只能依靠功能磁共振成像研究来确定当我们感知他人疼痛时大脑的哪些区域被激活。不幸的是，功能磁共振成像不能直接测量神经元的活动。相反，它测量的是血液流动的变化，这有助于精确定位与同理心有关的大脑区域。
为了了解大脑中哪些部位的神经元帮助我们分担他人的痛苦，我们需要在大脑中插入电极，并直接测量电活动神经元通过它处理信息。很明显，这在人类身上是不可能的，是吗?
癫痫患者
在某些无法用药物治疗的癫痫病例中，外科医生将电极直接植入患者的大脑，以定位癫痫的起源。
然后病人必须在医院住上一个星期左右，而医生则需要在医院里接受治疗手术团队记录他们的大脑的活动等着癫痫发作。为了增加这种等待的目的，一些病人自愿提供一个独特的机会来更好地理解人类的思想:当他们进行心理任务时，他们的大脑活动通过这些医疗电极被测量。
发表在eLife在Christian Keysers教授和Valeria Gazzola教授的监督下，NIN研究人员Efe Soyman、Rune Bruls、Kalliopi Ioumpa利用这个独特的机会来测试神经元在大脑区域与我们自己的疼痛有关的神经元，就像脑岛一样，其活动直接反映了他人的疼痛。
他们向患者展示了一段女性经历不同程度疼痛的短视频，并测量了脑岛(与患者自身疼痛体验有关的大脑区域)的神经元对视频中女性所经历的疼痛的反应强度。
具体来说，他们可以从7名癫痫患者身上测量颅内局部场电位，测量电极附近数百个脑岛神经元的活动。此外，他们可以放大到脑岛中单个神经元的活动癫痫患者．
背景:脑岛和我们自己的情绪
脑岛是隐藏在大脑内部的一个大脑区域，众所周知，它在我们的情绪中起着至关重要的作用。它可以通过我们内脏和皮肤的输入感知我们身体的状态，并将这些信息与我们的视觉、听觉和嗅觉结合起来，被认为产生了这些被称为情绪的意识感受。尤其值得一提的是，它还被证明包含许多神经元，当我们在自己身上或身上经历疼痛时，这些神经元会做出反应，它的活动水平与我们对这种疼痛的不愉快程度成正比。
新奇之处在于:编码他人的痛苦
因此，研究小组探索了这个区域的神经元是否也能代表他人的疼痛体验水平。因为他们给参与者看的电影不同于电影中女演员所经历的疼痛程度，所以研究小组可以探索，在那些让患者感觉其他人更痛苦的电影中，岛状神经元是否会表现出更多的活动——充当他人疼痛的镜子。
这正是他们的发现:在整个脑岛，他们可以记录下与人们在电影中感受到的疼痛相对应的电活动。这在局部场电位中是正确的，甚至在单个神经元中也是如此，这提供了第一个证据，即与我们自己的疼痛有关的大脑区域，包含了对他人所经历的疼痛程度的精确表征。
利用先进的数据分析方法，研究小组可以在每部电影中测量脑岛的电活动水平，并预测患者对以下问题的反应:“你认为电影中的人所经历的疼痛有多强烈?”
通过提供直接从他们的大脑记录的独特机会，这些患者为我们提供了一个关于人类同理心的关键洞察:我们似乎真的对他人的痛苦感同身受，因为我们的大脑连接起来，将他们的痛苦转化为与我们自己的痛苦有关的区域的活动。
我们如何感知他人的痛苦?
该团队为我们如何感知他人的痛苦提供了进一步的见解。在一半的视频中，镜头聚焦在女演员的面部表情上，可以看到在大约一秒钟的时间里，女演员的面部表情从中性的表情变成了不同程度的痛苦。
对电影中女演员脑岛的电反应和肌肉运动的分析显示，大脑用来感知他人疼痛的似乎不是运动本身，而是女演员的眼睛最终收缩到什么程度。在另一半镜头中，镜头聚焦在女演员的手上，并显示出一条腰带击中了她的手。在这种情况下，大脑似乎通过处理手在腰带的作用下移动了多少来推断疼痛的程度。
总之，这揭示了人类大脑如何灵活地将我们看到的别人的行为转化为对他们内在状态的精细感知的复杂细节。
虽然这项研究聚焦于脑岛这一单一大脑区域，功能磁共振成像研究已经表明，该区域对共情很重要，但该团队未来的研究将旨在结合所有记录的电极数据。然后他们就可以绘制出一幅地图大脑，将他人的痛苦转化为我们对他人情绪的细微同理心，并精确定位了个体之间的差异可以解释我们观察到的周围同理心的显著差异的位置。
Christian Keysers说:“作为一名神经科学家，我们的梦想是了解神经元是如何塑造我们的。这些病人所做的，让我们通过这些电极记录，是为了实现这个梦想:我们可以实时看到，别人的疼痛是如何在观察者的神经元中反映出来的。在对同理心进行了几十年的研究之后，我们可以看到同理心在人类脑岛中展开。”
埃菲·索伊曼说:“其他人的痛苦可以从各种各样的指标中推断出来:痛苦的表情，造成他们痛苦的事件的强度，等等。通过我们从患者那里收集到的这些非常有价值的数据，我们可以看到当我们体验到他人的疼痛时，人类脑岛是如何在这些不同的线索中做出调整的。”
