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研究:手势可以改变脑地图

李成俊

利用意念与手势的搭配,可以遥控直升机通过障碍场地。(AFP)

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【大纪元2014年06月10日讯】(大纪元记者李成俊编译报导)芭蕾舞演员在双人舞中抓住同伴的手或在黑夜里抚摸受伤的小腿时,要如何让手臂到达正确的位置?这时需要大的“地图”来定位。

充满了“地图”:外部环境的视觉地图 (visual map),及让人体能与外界环境互动的运动地图(motor map)。不论是拿着咖啡杯或者是把网球打出去,大脑必须将每一个分解动作协调好,人体才能自由活动。人脑地图如何运作是一项新兴的研究。最新研究表明,无论是抓住对方的手的视觉地图,或者是抚摸小腿所依靠的身体地图,大脑力图制作出这个世界的地图。

据《神经科学杂志》(the Journal of Neuroscience)报导,研究团队利用神经影像学(Neuroimaging),来探测脑如何将知觉的输入转换为行动。美国加州大学圣塔芭芭拉分校(University of California, Santa Barbara)一名动态神经科学博士生黛博拉‧芭拉尼(Deborah Barany)与其研究团队,藉由受试者以不同方向移动腕关节(包括左右、上下)时的磁共振成像(MRI),测量其脑部活动状况。

芭拉尼认为,在扫描仪中尝试记录运动的方式,是本次实验第一个重大的挑战。为了完成这件事,她在脑波扫描中,利用相机记录右手边的LED光来追踪细微的运动。同时,利用不同方向的移动,解析出相对应的脑部特别活动模式。依据过去的研究,他们发现脑部区域包含了空间区域的地图。其中的顶上小叶(parietal lobule)内含着地点与方位信息;这意味着这个区域会让转换过程容易许多。

一个意想不到的结果就是这些与动作相关的地图,对于手势有极高的回应。芭拉尼表示:“令人惊讶的是,整个运动过程中都可藉由手势代表出对应的意涵。这意味着依据手势而行的脑活动计划,比先前所知的还要广。”

该研究团队心理与脑科学教授斯科特‧格莱弗顿(Scott T. Grafton))指出,即便可以从两个动作中区分出脑活动的模式,仍然无法知道是否是因为空间关系造成的差异,还是因为肌肉被使用部位所造成的差异。而黛博拉的研究便是利用尖端的解密方式,设法克服此项不确定性。

此项研究能够解释曾经因神经损伤的病患在视觉运动转换上的缺陷。该研究可以为视觉共济失调(正确触摸物体的视觉障碍,optic ataxia)与观念运动性失用症(无法依指令模仿手势,ideomotor apraxia)患者发展出一个全新的治疗方式。

(责任编辑:宋慧)

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