镜像神经元的研究背景

意大利帕尔马大学刚开始注意到镜像神经元，当时是在研究大脑的运动皮质，特别是掌管手及口部动作的F5区，想要了解其中神经元的放电型态，与执行特定动作的编码关系。为了这个目的，他们记录了猕猴脑中个别神经元的活性；同时，实验室拥有各式各样的刺激，可用在猴子身上。当猴子执行不同的动作时（譬如伸手去抓玩具或食物），就能够观察它们脑中特定的神经元组同步活化的情形。
从这样的实验中，意大利帕尔马大学开始注意到一些奇怪的现象：当他们之中有人伸手去抓食物时，猴子脑中的一组神经元也活化了，就跟他们自己伸手去抓食物时一模一样。一开始，他们怀疑这个现象是由一些平常的因素造成，好比说猴子在观察我们的行为时，也进行了未受注意的动作。
但当我们想办法排除了这种可能性以及其它因素（好比猴子预期会有食物的供应）之后，才体认到这种与观测行为相连的神经放电活性，是行为本身在脑中的真实呈现，与这项行为的执行者是谁并无关联。
目前，科学家还不清楚，究竟镜像神经元系统属灵长类所独有，还是其它动物身上也找得到。研究团队正在大鼠身上测试，想看看这种动物是否也具有镜像神经元的反应。这种脑中的镜像机制，有可能是演化晚期发展出来的能力，如此才能够解释，为什么人类会比猴子拥有更广泛的镜像反应。不过，由于刚出生的婴儿及仔猴就能够模仿伸出舌头一类的简单动作，因此，针对看到的行为建立镜像模组的能力，可能是天生的。又由于缺乏情绪感受的镜像能力似乎是自闭症患者的重要特征，因此他们也在自闭症孩童身上做研究，看看是否表现出可让人察觉的运动缺失，那是镜像神经元系统功能不彰的常见问题。