科技日報訊 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，美國杜克醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家通過動物實驗發(fā)現(xiàn),，大腦的觸覺和運(yùn)動神經(jīng)元除了能感知接觸,、控制運(yùn)動以外，還能對視覺信號起反應(yīng),。這一發(fā)現(xiàn)不僅解釋了“橡膠手錯覺”,，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》上,。
早期研究表明，大腦對自己的身體有一個立體的內(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,，不斷刷新著觸覺、痛覺,、溫度,、壓力等信息。這一動態(tài)過程形成了大腦對身體的內(nèi)部影像,，也叫身體圖式,。一個例子就是“橡膠手錯覺”，即當(dāng)人們感到自己的手被觸摸,，同時又看到一只假手被觸摸時，他會感覺這只假手是自己的,。
為了解釋這種“橡膠手錯覺”,，研究人員設(shè)計了一種實驗，集中研究猴子的體覺和運(yùn)動皮層的腦活動,。他們讓兩只猴子看計算機(jī)屏幕上的一條猴子手臂,，并用一個虛擬的球去碰觸計算機(jī)中猴子手臂，同時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)動皮層區(qū)的神經(jīng)元開始對被碰觸的虛擬手臂起反應(yīng),。對虛擬觸覺的反應(yīng)發(fā)生在它們被實際碰觸之后的50到70毫秒，而在此時間內(nèi),，負(fù)責(zé)處理視覺信息的腦區(qū)正在跟體覺和運(yùn)動皮層區(qū)形成路徑連接,。
這證明了體覺和運(yùn)動皮層神經(jīng)元能對視覺刺激起反應(yīng),，表明在靈長類動物腦皮層中，能通過一種高分布的動態(tài)過程,，發(fā)生功能交叉處理,。論文高級作者、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，關(guān)聯(lián)某項功能的腦皮層并非嚴(yán)格局限于某個腦區(qū)內(nèi),。腦皮層區(qū)能同時處理多種信息流,，而不是我們以前認(rèn)為的單獨處理?！?
這一發(fā)現(xiàn)也暗示著,，癱瘓病人在使用神經(jīng)假肢時，他們的大腦可能接受這個假肢作為自己身體的一部分,，這會對未來設(shè)計由腦機(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,，大腦就可能改變了我們對于自體的內(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）
