科技日?qǐng)?bào)訊 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道,，美國杜克醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大腦的觸覺和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元除了能感知接觸,、控制運(yùn)動(dòng)以外,，還能對(duì)視覺信號(hào)起反應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)不僅解釋了“橡膠手錯(cuò)覺”,，幫人們理解不同腦區(qū)共同形成身體圖式的機(jī)制,，還有助于開發(fā)與癱瘓病人體覺和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)線路完全融和的神經(jīng)假肢。相關(guān)論文發(fā)表于美國《國家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上,。
早期研究表明,，大腦對(duì)自己的身體有一個(gè)立體的內(nèi)部圖像,，通過接收來自皮膚、關(guān)節(jié),、肌肉及視覺,、聽覺的信號(hào)，不斷刷新著觸覺,、痛覺,、溫度、壓力等信息,。這一動(dòng)態(tài)過程形成了大腦對(duì)身體的內(nèi)部影像，也叫身體圖式,。一個(gè)例子就是“橡膠手錯(cuò)覺”,，即當(dāng)人們感到自己的手被觸摸，同時(shí)又看到一只假手被觸摸時(shí),，他會(huì)感覺這只假手是自己的,。
為了解釋這種“橡膠手錯(cuò)覺”，研究人員設(shè)計(jì)了一種實(shí)驗(yàn),，集中研究猴子的體覺和運(yùn)動(dòng)皮層的腦活動(dòng),。他們讓兩只猴子看計(jì)算機(jī)屏幕上的一條猴子手臂，并用一個(gè)虛擬的球去碰觸計(jì)算機(jī)中猴子手臂,，同時(shí)也用東西去碰這兩只猴子的手臂,。
當(dāng)猴子看到虛擬球碰了虛擬手臂，而沒看到任何東西碰自己的手臂,，在大約幾分鐘內(nèi),，它們的體覺和運(yùn)動(dòng)皮層區(qū)的神經(jīng)元開始對(duì)被碰觸的虛擬手臂起反應(yīng)。對(duì)虛擬觸覺的反應(yīng)發(fā)生在它們被實(shí)際碰觸之后的50到70毫秒,，而在此時(shí)間內(nèi),，負(fù)責(zé)處理視覺信息的腦區(qū)正在跟體覺和運(yùn)動(dòng)皮層區(qū)形成路徑連接。
這證明了體覺和運(yùn)動(dòng)皮層神經(jīng)元能對(duì)視覺刺激起反應(yīng),，表明在靈長類動(dòng)物腦皮層中,，能通過一種高分布的動(dòng)態(tài)過程，發(fā)生功能交叉處理,。論文高級(jí)作者,、杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)教授米格爾·尼科萊利斯說：“本研究首次證明了體覺或觸覺皮層可能受到視覺的影響，這和目前神經(jīng)科學(xué)教科書上的理論相悖,。這一發(fā)現(xiàn)支持了我們的觀點(diǎn),，關(guān)聯(lián)某項(xiàng)功能的腦皮層并非嚴(yán)格局限于某個(gè)腦區(qū)內(nèi)。腦皮層區(qū)能同時(shí)處理多種信息流,，而不是我們以前認(rèn)為的單獨(dú)處理,?！?
這一發(fā)現(xiàn)也暗示著，癱瘓病人在使用神經(jīng)假肢時(shí),，他們的大腦可能接受這個(gè)假肢作為自己身體的一部分,，這會(huì)對(duì)未來設(shè)計(jì)由腦機(jī)接口控制的神經(jīng)假肢設(shè)備產(chǎn)生重要影響。研究人員說,，對(duì)那些重度癱瘓的病人,，有望造出能完全與他們腦中的體覺和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)線路結(jié)合在一起的神經(jīng)假肢，恢復(fù)他們的運(yùn)動(dòng)和體覺功能,。
尼科萊利斯說：“當(dāng)我們很熟練地使用工具,，如小提琴、網(wǎng)球拍,、鼠標(biāo)或假肢時(shí),，大腦就可能改變了我們對(duì)于自體的內(nèi)部形象，將這工具與自體結(jié)合作為我們自己的外延,?！?
（常麗君）
