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研究:大脑靠两套时钟预测未来

(ShutterStock)

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【大纪元2018年12月02日讯】(大纪元记者张妮报导)在交通灯前,何时踩下油门出发;在心仪的乐曲中,如何打出准确的拍子?最新研究显示,人脑对时间点的把握分为基于过往经验进行预测和基于节奏进行预测两种,是分由大脑两个不同区域完成的。

伯克利加州大学(UC Berkeley)完成的、近期发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的最新研究,对小脑萎缩患者和帕金森氏症(Parkinson’s)患者进行的实验发现,前者的经验规律预测区域受损;后者的节奏性预测区域受损。了解了这一机理,有助于为各类神经疾病患者开发有针对性的非药物治疗方案。

这份研究的主要作者、伯克利加州大学神经科学博士后研究员Assaf Breska说,和节奏感相关的活动如与生俱来的音乐和演讲能力,主要靠节奏性预测区域控制;而其它有规律性间隔的活动由经验预测区域来完成。

研究显示,对节奏的把握由大脑的基底神经节(basal ganglia)负责;在过往经验的基础上对时间点的预测则由小脑负责。

经验预测和节奏预测

他们设计了两个实验对帕金森氏症患者和小脑萎缩患者进行测试,发现他们对不同性质的任务完成的能力各有强弱。两个实验中,屏幕上都依次闪烁红色、白色和绿色的方块,让测试者在感到绿色方块即将出现前按下按钮。

两个实验中不同在于,一个实验中每种颜色方块按照规律性的节奏进行闪烁;另一个实验中它们出现的时间间隔各不相同,但每一个循环周而复始,是一样的——也就是说,对于正常人来说,看完第一遍或第二遍演示,按照这个经验,就可以预测下一个周期中什么时候出现绿色方块。

测试结果显示,在第一个实验中,小脑萎缩患者做得好;第二个实验中,帕金森氏症患者完成得好。

资深研究员、心理学教授Richard Ivry说:“这显示了小脑萎缩患者进行非节奏性预测的功能受损,帕金森氏症患者对节奏性预测的功能受损。”

帕金森氏症替代疗法

两个区域对人们的行为和认知都至关重要。研究者们想,一个区域出问题时,另一个区域会不会自发介入辅助呢?

Ivry说,出乎他们意料的是,如上实验的结果显示并不是这样的,至少不会自发介入。他们认为,也许通过调整环境、或通过训练,可以激发另一个区域的介入以弥补疾病造成的功能缺陷,比如开发电脑上、智能手机上的应用程序用于大脑锻练。

实践中,舞蹈已作为治疗帕金森氏症的方案之一。

Ivry认为,这可能就是通过训练,调动帕金森氏患者完好的经验预测区域介入进行节奏预测。然而也有可能是明快的节奏能增强他们遭疾病弱化的节奏预测区域功能。究竟是哪种情况,Ivry表示这有待进一步研究确定。◇

责任编辑:朱涵儒

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2018-12-03 4:48 PM
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