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研究:大腦靠兩套時鐘預測未來

(ShutterStock)

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【大紀元2018年12月02日訊】(大紀元記者張妮報導)在交通燈前,何時踩下油門出發;在心儀的樂曲中,如何打出準確的拍子?最新研究顯示,人腦對時間點的把握分為基於過往經驗進行預測和基於節奏進行預測兩種,是分由大腦兩個不同區域完成的。

伯克利加州大學(UC Berkeley)完成的、近期發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上的最新研究,對小腦萎縮患者和帕金森氏症(Parkinson’s)患者進行的實驗發現,前者的經驗規律預測區域受損;後者的節奏性預測區域受損。瞭解了這一機理,有助於為各類神經疾病患者開發有針對性的非藥物治療方案。

這份研究的主要作者、伯克利加州大學神經科學博士後研究員Assaf Breska說,和節奏感相關的活動如與生俱來的音樂和演講能力,主要靠節奏性預測區域控制;而其它有規律性間隔的活動由經驗預測區域來完成。

研究顯示,對節奏的把握由大腦的基底神經節(basal ganglia)負責;在過往經驗的基礎上對時間點的預測則由小腦負責。

經驗預測和節奏預測

他們設計了兩個實驗對帕金森氏症患者和小腦萎縮患者進行測試,發現他們對不同性質的任務完成的能力各有強弱。兩個實驗中,屏幕上都依次閃爍紅色、白色和綠色的方塊,讓測試者在感到綠色方塊即將出現前按下按鈕。

兩個實驗中不同在於,一個實驗中每種顏色方塊按照規律性的節奏進行閃爍;另一個實驗中它們出現的時間間隔各不相同,但每一個循環週而復始,是一樣的——也就是說,對於正常人來說,看完第一遍或第二遍演示,按照這個經驗,就可以預測下一個週期中甚麼時候出現綠色方塊。

測試結果顯示,在第一個實驗中,小腦萎縮患者做得好;第二個實驗中,帕金森氏症患者完成得好。

資深研究員、心理學教授Richard Ivry說:「這顯示了小腦萎縮患者進行非節奏性預測的功能受損,帕金森氏症患者對節奏性預測的功能受損。」

帕金森氏症替代療法

兩個區域對人們的行為和認知都至關重要。研究者們想,一個區域出問題時,另一個區域會不會自發介入輔助呢?

Ivry說,出乎他們意料的是,如上實驗的結果顯示並不是這樣的,至少不會自發介入。他們認為,也許通過調整環境、或通過訓練,可以激發另一個區域的介入以彌補疾病造成的功能缺陷,比如開發電腦上、智能手機上的應用程序用於大腦鍛練。

實踐中,舞蹈已作為治療帕金森氏症的方案之一。

Ivry認為,這可能就是通過訓練,調動帕金森氏患者完好的經驗預測區域介入進行節奏預測。然而也有可能是明快的節奏能增強他們遭疾病弱化的節奏預測區域功能。究竟是哪種情況,Ivry表示這有待進一步研究確定。◇

責任編輯:朱涵儒

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2018-12-03 4:48 PM
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