鏡像神經元是神經元即火災既當動物的行為，并且當動物觀察由另一執行同樣的動作。因此，神經元“反映”了另一個人的行為，就好像觀察者自己在行動一樣。這樣的神經元在人類被直接觀測到和靈長類物種和鳥類。

在人類中，在前運動皮層、輔助運動區、初級軀體感覺皮層和下頂葉皮層中發現了與鏡像神經元一致的大腦活動。鏡像系統在人類中的功能是一個有很多猜測的主題。鳥類已被證明具有模仿共振行為，神經學證據表明存在某種形式的鏡像系統。

迄今為止，尚未提出被廣泛接受的神經或計算模型來描述鏡像神經元活動如何支持認知功能。鏡像神經元的主題繼續引起激烈的爭論。2014年，英國皇家學會哲學匯刊B出版了專刊，完全致力于鏡像神經元研究。

一些認知神經科學和認知心理學的研究人員認為，該系統為感知/動作耦合提供了生理機制（參見通用編碼理論）。他們認為鏡像神經元對于理解他人的行為和通過模仿學習新技能可能很重要。一些研究人員推測鏡像系統可以模擬觀察到的行為，從而有助于心理技能理論，而其他人則將鏡像神經元與語言能力聯系起來。MarcoIacoboni等神經科學家認為，人腦中的鏡像神經元系統幫助我們了解其他人的行為和意圖。在2005年3月發表的一項研究中，Iacoboni和他的同事報告說，鏡像神經元可以辨別正在拿起一杯茶的另一個人是打算喝茶還是從桌子上清除它。此外，Iacoboni認為鏡像神經元是人類情感能力的神經基礎，例如同理心。

研究人員單獨研究鏡像神經元的xxx種動物是獼猴。在這些猴子中，在額下回（F5區）和頂下小葉中發現了鏡像神經元。

鏡像神經元被認為可以調節對其他動物行為的理解。例如，當猴子撕紙時激活的鏡像神經元也會在猴子看到人撕紙或聽到撕紙（沒有視覺提示）時激活。這些特性使研究人員相信鏡像神經元編碼了諸如“撕紙”之類的抽象動作概念，無論該動作是由猴子還是其他動物執行的。

獼猴鏡像神經元的功能仍然未知。成年獼猴似乎不是通過模仿來學習的。法拉利及其同事最近的實驗表明，嬰兒獼猴可以模仿人類的面部動作，盡管只是在新生兒時期和有限的時間窗口內。即使還沒有經驗證明，有人提出鏡像神經元會導致這種行為和其他模仿現象。事實上，人們對猴子表現出模仿行為的程度了解有限。

在成年猴子中，鏡像神經元可以讓猴子了解另一只猴子在做什么，或者識別另一只猴子的動作。

通常不可能研究人腦中的單個神經元，因此人類鏡像神經元的大多數證據都是間接的。使用功能磁共振成像(fMRI)的腦成像實驗表明，當一個人執行一個動作以及當這個人看到另一個人執行一個動作時，人的下額葉皮層和上頂葉是活躍的。有人提出這些大腦區域包含鏡像神經元，它們被定義為人類鏡像神經元系統。最近的實驗表明，即使在單個參與者的水平上，使用fMRI掃描，包含多個fMRI體素的大區域也會增加他們在觀察和執行動作期間的活動。

神經心理學研究著眼于導致動作知識、啞劇解釋和生物運動知覺缺陷的病變區域，指出額下回的完整性與這些行為之間存在因果關系。經顱磁刺激研究也證實了這一點。這些結果表明鏡像神經元相關區域的激活不太可能只是附帶現象。

2010年4月發表的一項研究報告了人腦中具有鏡像特性的單個神經元的記錄。穆卡梅爾等人。(CurrentBiology,2010)記錄了21名在RonaldReaganUCLAMedicalCenter接受治療的頑固性癲癇患者的大腦。患者已植入顱內深度電極，以識別癲癇病灶以進行潛在的手術治療。電極位置完全基于臨床標準；研究人員在征得患者同意后，使用相同的電極來“搭載”他們的研究。研究人員發現，在個人執行任務和觀察任務時，少數神經元都會激發或表現出xxx的活動。其他神經元具有反鏡像特性，即當參與者執行某個動作時它們會做出反應，但當參與者看到該動作時會受到抑制。

發現的鏡像神經元位于輔助運動區和內側顳葉皮層（其他大腦區域未采樣）。出于純粹的實際原因，這些區域與在猴子身上記錄的鏡像神經元不同：帕爾馬的研究人員正在研究腹側運動前皮質和相關的下頂葉，這兩個區域很少發生癲癇，并且因此，這些區域的單細胞記錄通常不會在人類身上進行。另一方面，迄今為止，還沒有人在猴子的輔助運動區或內側顳葉中尋找鏡像神經元。因此，這并不能表明人類和猴子在不同位置具有鏡像神經元，而是它們可能在腹側運動前皮層和頂葉下葉都有鏡像神經元，

另一項研究表明，人類并不一定比猴子擁有更多的鏡像神經元，而是有一組核心的鏡像神經元用于動作觀察和執行。然而，對于鏡像神經元的其他擬議功能，鏡像系統在執行其聽覺、體感和情感組件時可能有能力招募大腦的其他區域。