你可能每天都会照镜子，却从未思考过它。但镜子可以揭示关于大脑的大量信息，对心理学、临床神经病学甚至哲学都具有启示意义。它们可以帮助我们探索大脑如何整合来自不同感觉通道的信息，例如视觉和躯体感觉（触觉、肌肉和关节感觉）。通过这样做，它们可以揭示很多关于我们自我意识的信息。一个从未看过自己倒影的人——即使在水池中也没有——会发展出复杂的自我表征吗？
使用两块砖头，或一些胶带，将一块18英寸见方的镜子垂直支撑在桌子上。坐下，使边缘面向你。现在将你的左手放在镜子左侧的桌子上（手掌向上或向下均可），并将你的右手位置与右侧的位置相匹配。如果你现在看向镜子的右侧，你将看到右手的倒影光学地叠加在你感觉左手所在的位置。（你可能需要调整左手的位置以获得这种感觉。）现在看起来就像你在看自己的左手，但实际上你不是。现在尝试以下实验。
在继续看镜子右侧并保持左手完全静止的同时，移动你的右手，摆动手指或握拳。镜子中的“左手”看起来会与右手完美同步地移动，但矛盾的是，感觉完全静止。这种冲突会产生轻微的震动；感觉有点诡异，有时会感到轻微的不适。大脑厌恶不一致性。
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现在做相反的事情；保持右手静止并移动左手。左手看起来静止不动，但感觉像是在移动。你会感觉到同样的震动感，但它会比前一种情况弱。这种不对称的原因尚不清楚。
为什么会有震动？答案在于右侧顶上小叶和顶下小叶（位于你的右耳上方），那里来自你各种感官——视觉、躯体感觉——的信号汇聚在一起，以创造你对身体形象的内在感知。现在站起来并闭上眼睛。要么抬起你的手臂，要么让它们垂在身体两侧。显然，你有一种生动的感觉，觉得自己“锚定”在你的身体中，除非在特殊情况下（例如氯胺酮麻醉）。现在睁开你的眼睛，你就会得到视觉确认，证实你的其他感官正在告诉你的信息：你看到你的手在你感觉到的位置。简而言之，你的感官通常会将不同的感觉输入混合在一起，以创造一个生动的动态图像，描绘你的身体在空间和时间中的运动。
你之前做的镜子实验破坏了右侧顶上小叶中信号的这种一致性。这种差异部分被右侧岛叶皮层（埋藏在颞叶中）捕捉到，然后该信息被传递到右侧额叶，在那里可以通过脑成像来捕捉到它（正如伦敦大学学院的理查德·弗拉科维亚克、雷·多兰和克里斯·弗里斯，以及威尔士卡迪夫大学的彼得·霍利根所展示的那样）。
那是我的手吗？
你不需要花哨的脑成像设备就可以尝试一些额外的实验，这些实验可以让你深入了解大脑功能。
将你的手放回镜子的两侧。现在让一位朋友触摸、抚摸、捏、轻拍或摩擦你的右手，同时你看着它的倒影。显然，看起来就像你自己的左手正在被抚摸、捏、轻拍或摩擦。但由于它实际上没有被触摸，你将体验到以下一种或所有情况（反应因人而异）。
首先，手可能会感到麻木、麻醉或睡着了，但它仍然会感觉像是你自己的。（你的大脑实际上是在说，“我看到我的手被摩擦，但没有感觉到，所以它一定是睡着了。”）这种感觉不受你对情况的光学原理的高层次智力知识的影响。你的整合视觉和触觉的感知系统就像在自动驾驶一样，应用它们自己的统计规则。
其次，你可能会看到这只手不属于你。然后，你的大脑会忽略其本体感觉（肌肉和关节反馈）与你手的视觉图像的一致性。就好像大脑得出结论：“因为我看到触摸但没有感觉到，所以那只手一定是别人的。”有时你会“看到”这只手是尸体的手或逼真的塑料假人。有趣的是，大脑不会停留在“半途而废”的模糊性上——在任何给定的时间，你都会清楚地体验到其中一种感知。
最后，如果你幸运的话，你实际上会在左手中感觉到一些刺痛的触觉——即使什么都没有对它做。这种效应是大脑“填补”缺失信息的 striking 例子。两种信息来源（本体感觉和视觉）在告诉你这是你的手方面是内部一致的。但是第三条信息——手看起来像是在被抚摸——与缺乏触觉感觉是不一致的。因此，大脑“标记”了这种差异为刺痛——仿佛在说，“我感觉到了奇怪的东西。” 非常罕见的情况下，你实际上可能会感觉到触摸——就好像大脑填补了空白，为更高级的中心创建了一个内部一致的包。我们将这种现象称为跨手触觉传递。
缓解疼痛的线索
尝试以下实验。在开始抚摸之前，看着镜子，完美同步地摆动你两只手的手指。目前为止一切正常。现在让一位朋友像以前一样进行抚摸、轻拍或捏，但这次只针对可见的手。突然之间，你开始比双手静止不动时更生动、更不短暂地感觉到跨手传递（即，在隐藏的手中感觉到实际的触摸）。为什么？
在构建世界图像时，大脑根据一生经验中不同感觉输入的统计可靠性以及持续的激活模式，为它们分配不同的权重。简而言之，大脑不会平均信号——它寻找不可能的内部一致性。
当你开始同步摆动手指时，大脑突然获得额外的信息，表明这只手真的是你的。这些数据迫使你的大脑接受这只手是你的，因此你倾向于体验跨手传递，无论是否伴有刺痛感。来自隐藏手的涌入的本体感觉信号否决了你的大脑进行不拥有的任何尝试。因此，你的大脑采用了下一个可用的策略：接受这只手并感受跨手传递。
如果你非同步地摆动右手和左手的手指，也会发生同样的效果。这次，将反射视为你自己的左手的倾向因视觉和本体感觉之间的不一致而略有减轻。（摆动的景象与手指的感觉位置有些不同步。）因此，跨手传递介于我们之前的两个实验之间。
最后一个你可以做的实验——读者。在（隐藏的）左手上撒一些痒粉，使其开始发痒。接下来，在同步摆动双手（即，产生跨手传递）的同时，大力抚摸和抓挠右手。问题：在左手中感觉到的幻觉性抚摸和抓挠是否能缓解真正的瘙痒？它对我们中的一人（拉马钱德兰）比另一人（罗杰斯-拉马钱德兰）更有效，但你应该自己尝试一下。如果它可以在大量受试者身上复制，那将是纯粹的视觉输入（产生幻觉性触摸）缓解正常手中真实瘙痒的第一个例子。请写信给我们 (vramacha@ucsd.edu 或 diarama@ucsd.edu)。
这些效应不仅仅是有趣的奇闻轶事；它们可能在临床上用于治疗现有肢体以及幻肢的疼痛和瘫痪，正如我们在 1990 年代初期发现的那样。
考虑一种奇怪但悲惨的疼痛障碍，称为复杂区域疼痛综合征 (CRPS)。如果你的手指被门夹住后骨折，就会产生疼痛。慢性疼痛会导致手的反射性固定，以防止进一步损伤并促进愈合。在几天或几周内，组织肿胀和炎症消退，疼痛也随之减轻。但在少数情况下，固定会变成永久性瘫痪，并且手会逐渐肿胀、疼痛、发炎和功能障碍。疼痛和瘫痪向上蔓延，累及整个手臂。目前尚无已知的治疗方法。
在 1996 年我们在加州大学圣地亚哥分校的“脑的十年”研讨会上所做的演讲中，我们将这种现象称为习得性疼痛。每当运动命令中心发出移动手的命令时，伴随命令的剧烈疼痛都会阻止进一步的运动。在少数不幸的人身上，初始命令本身与疼痛之间建立了无意识的关联——或记忆链接，因此大脑只是放弃了：习得性疼痛。比喻来说，手因恐惧而变得僵硬；它瘫痪了。诚然，这是一种牵强附会的论证，但它仍然是你在所有临床医学中可以找到的关于身心互动的最引人注目的例子。
已经尝试了 20 多种治疗 CRPS 的方法，其中许多涉及药物或手术。它们共同的特点是都没有效果。（一种技术，交感神经节阻滞，在一定程度上有效，但涉及侵入性手术。）
疼痛可以“解除习得”吗？受到我们使用镜子成功治疗幻肢患者疼痛的启发，现在在英国西英格兰大学布里斯托分校的坎迪·麦凯布和她的同事们尝试了镜子疗法。患者看着反射并对称地移动双手，以便大脑看起来受影响的手臂——例如左手——正在移动，但毕竟不疼。同样，抚摸或敲击右手会产生光学错觉，即营养不良的手正在不受惩罚地被抚摸和敲击。也许这两方面的证据消除了受影响手臂的“障碍”，从而导致疼痛减轻的良性循环，并伴随着肿胀和发红的减轻。
总的来说，这些是首次证明“真实”慢性疼痛可以通过视觉输入来减轻；事实上，即使是强烈的视觉意象也可能被证明是部分有效的，但这很难做到。我们首先对患有截肢肢体幻痛的患者尝试了镜子疗法。有时，缺失的手感觉“锁定”在痛苦的尴尬痉挛中，这可能是非常痛苦的，并且患者无法随意移动幻肢。当他看着反射时，可能会发生一系列事情。首先，他“看到”他的幻肢并认识到它毕竟没有被戳或夹在虎钳中；没有理由感到疼痛。其次，仅仅看到幻肢可能是有益的，因为大脑可以将疼痛归因于手臂，并且矛盾的是，已知来源的疼痛可能比“无形的”、莫名其妙的疼痛（由不协调的视觉和本体感觉信号引起）更令人不安。第三，看到痉挛、瘫痪的手移动似乎使其活跃起来，从而缓解痉挛，这是视觉捕获成功临床应用的例子。重复使用可能会导致解除习得性瘫痪。在对返回战场的老兵进行的安慰剂对照临床试验中，此后发现镜子可视化反馈在某些患者中非常成功，在另一些患者中也取得了一定的成功。（沃尔特·里德陆军医疗中心的杰克·曹和他的同事进行了试验。）
值得注意的是，在对照临床试验中，我们和其他人发现镜子疗法可以缓解脑血管中风引起的瘫痪。这种缓解可能部分是因为瘫痪可能是习得性的，部分是因为许多瘫痪的肢体也患有与之相关的某种形式的 CRPS。这两种效应都有助于肢体瘫痪，这将解释镜子提供的缓解作用。
自我意识的石蕊测试
让我们再次回到正常的感知，并描述我们在与 UMDNJ-新泽西医学院的埃里克·阿特舒勒合作时所做的观察。
让一位朋友坐在普通的书桌后面。在桌子前面放一面镜子，使其完全覆盖桌子，你只能看到你朋友在桌子后面的躯干。现在站在离桌子 20 英尺远的地方，看着她，并仔细地将她的躯干与你的下半身和脚的倒影对齐。现在走向桌子，你将看到你的朋友“向你走来”，她的脚与你自己的脚完美同步地移动。如果你是幸运的 75% 的受试者之一，你将有一种诡异的体验，即灵魂出窍， “你”在那里占据了你朋友的身体，大概是因为这是你的大脑解释她的腿和你的腿完美同步的唯一方式。尝试让她稍微移动一下她的脸。这会增强还是减弱效果？
你可能会问，当你简单地走向镜子看着自己的倒影时，为什么不会发生这种效果。答案是双重的。首先，你真的能确定它没有发生吗？当你刮胡子或化妆时，你难道没有至少在一定程度上“投射”自己到镜子里吗？感知是一种多层次的现象——因此，它很容易在人为的情况下产生无尽的悖论。其次，鉴于你一生与镜子打交道的经验，你已经习惯了；就像马通常不会害怕自己的影子一样。一个第一次在镜子里看到自己的野孩子（或成年人）可能确实会体验到自己占据了镜子里的陌生人。
最后，现在在奥尔巴尼大学的戈登·盖洛普 (Gordon Gallup, Jr.) 提出，镜子可以为自我意识提供石蕊测试，这是一个哲学家们已经讨论了两千年的话题。当一只黑猩猩睡着时，在其前额上点一滴颜料。如果你在它醒来时给它看一面镜子，它会自发地伸手去摸它的前额以去除颜料；它不会伸进镜子。这种反应可能无法告诉我们黑猩猩是否具有自我意识，但它确实表明黑猩猩知道它正在镜子里看着自己，并且它正在看着倒影——猴子不具备这种能力。它们未能通过测试。
我们最近看到一位 70 岁的神经科患者，尽管她患有进行性阿尔茨海默病型痴呆症，但仍然相当聪明和健谈。她主要的主诉症状，令她的家人感到不安的是，她害怕看到自己的倒影：恐镜症。她一直称其为跟踪她的恶毒幽灵双胞胎。因此，她家中的所有反光表面都必须被遮盖起来。然而，当我们对她进行盖洛普镜子污点测试时，她通过了，反射性地去除了污点。这种经历表明，仅仅通过测试并不意味着你（无论你是人还是黑猩猩）在意识层面（“相信”）到镜子里的是真正的“你”。
因此，镜子具有广泛的意义，无论是对于证明视觉反馈在治疗疼痛和瘫痪中的作用，还是对于围绕身体形象构建和你的大脑的自我意识的心理和哲学问题。有很多值得反思的地方。