據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)12月5日報道,，美國加利福尼亞大學(xué)圣芭芭拉分校（UCSB）研究人員利用核磁共振成像（MRI）技術(shù)研究了18個人的大腦，繪制了400個不同的手臂動作到達目標時的MRI圖像,。他們發(fā)現(xiàn),，大腦在計劃動作時，有兩種明顯不同的定位類型：視覺地圖和身體地圖,。研究發(fā)表在《神經(jīng)》雜志上,。
比如芭蕾舞演員在雙人舞中抓住同伴的手或在黑夜里撫摸受傷的小腿時,，要想讓手臂到達正確的位置,，其大腦要使用不同的“地圖”來定位,。最新研究表明，抓住對方的手，要依靠空間視覺地圖,，而撫摸小腿,，則依靠頭腦中的身體地圖。
之前的觀點認為,，所有的定位運動,，包括導(dǎo)向視覺目標的或?qū)蜃陨淼?，都是用視覺地圖來計劃。論文第一作者皮埃爾-邁克爾·波尼說：“我們發(fā)現(xiàn),，如果目標是視覺的,，后頂葉皮層就會被激活,，用視覺地圖來編碼運動,；而在黑暗中完成一個動作，目標是非視覺的,，就會由同樣的大腦區(qū)域使用完全不同的身體地圖來計劃這一動作,。”
在觀察大腦核磁共振圖像時,，他們檢測了“血氧水平依賴信號”（BOLD）,，BOLD是一種能在毫米尺度觀察大腦活動的間接性方法。此外還用了一套稱為“復(fù)制壓力”的全新方法,。這種方法的工作原理是,，當一個腦區(qū)與兩個相似的連續(xù)動作有關(guān)時，它在第二次循環(huán)中會表現(xiàn)出更少活性,。通過區(qū)分在重復(fù)相似的手臂定位活動中腦區(qū)發(fā)生響應(yīng)的位置,，研究小組能確定大腦用了身體地圖還是視覺地圖,。
UCSB大腦圖像中心主管、心理學(xué)教授斯科特·格萊弗頓解釋說,，大腦力圖制作出這個世界的地圖,。一個地圖通過視覺系統(tǒng)來提供，另一個是身體在空間的位置，這一地圖基于皮膚,、肌肉和關(guān)節(jié)的本體感受來給身體各部位定位,。這兩種地圖很不同。但新發(fā)現(xiàn)證明,，無論視覺地圖和身體地圖是固定還是不固定，大腦都能在這些地圖之間靈活切換,。正是這種靈活性,，支持著我們與世界相互作用的能力，幫助我們在千變?nèi)f化中完成各種動作,。
研究結(jié)果能在兩方面有重要應(yīng)用：一是機器人技術(shù),，另一個就是在機械腦界面的領(lǐng)域。比如開發(fā)幫助截癱患者的機械,，關(guān)鍵就是理解與運動相關(guān)的信息如何在大腦中表現(xiàn)。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原文出處：
Neuron doi:10.1016/j.neuron.2010.11.002
Human Posterior Parietal Cortex Flexibly Determines Reference Frames for Reaching Based on Sensory Context
Highlights
The anterior precuneus uses gaze-centered encoding for visual reaching
The anterior precuneus switches to body-centered encoding for proprioceptive reaching
The target sensory modality determines reference frames for reaching in human PPC
The brain exploits a multiplicity of reference frames expressed within single areas
Summary
Current models of sensorimotor transformations emphasize the dominant role of gaze-centered representations for reach planning in the posterior parietal cortex (PPC). Here we exploit fMRI repetition suppression to test whether the sensory modality of a target determines the reference frame used to define the motor goal in the PPC and premotor cortex. We show that when targets are defined visually, the anterior precuneus selectively encodes the motor goal in gaze-centered coordinates, whereas the parieto-occipital junction, Brodman Area 5 (BA 5), and PMd use a mixed gaze- and body-centered representation. In contrast, when targets are defined by unseen proprioceptive cues, activity in these areas switches to represent the motor goal predominantly in body-centered coordinates. These results support computational models arguing for flexibility in reference frames for action according to sensory context. Critically, they provide neuroanatomical evidence that flexibility is achieved by exploiting a multiplicity of reference frames that can be expressed within individual areas.
