研究:重塑大脑功能 越年轻越有潜力

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【大纪元11月02日讯】(大纪元记者戴维丰编译报导)10年前,科学家就发现了一个惊人的事实,大脑的功能可以被重新塑造!也就是说,原本应该掌管视觉的大脑区域,甚至可以用来处理从手指尖感受的触觉讯息。

而今,麻省理工学院(MIT)神经科学家的新论文,则指出在生命早期大脑分化时,比较容易出现功能重塑(rewire)现象。研究人员发现,一小部分掌管运动视觉的大脑皮质,只会在先天眼盲的个体中有重塑改变功能的现象,而后天眼盲的人则不会出现。

论文的主要作者,麻省理工学院进行博士后研究的Marina Bedny表示,通过认识大脑在早期的重塑现象,科学家或许可以学习如何在已分化的生命后期,对大脑功能进行重塑,以帮助患者。

如果先天失明者能恢复视力,那么科学家们就必须找出如何重塑病人的大脑功能,来处理从未有过的新的视觉讯息输入。

美国麻省理工学院的这项研究,已发表于《当代生物学》期刊(Current Biology),显示出大脑在生命最初,产生功能再塑的情形,进一步了解大脑如何在出生后的几年中,选择最适当的能力来重新产生连结。

20世纪中叶,科学家们认为,只有当一个人在生命早期的特定时间内,接触到有关信息,如语言或视觉信息,某些大脑功能才能正常发育,并认为在这之后大脑就失去接受刺激、产生转变的能力。而最新研究则提出了证据,支持这个想法。

研究的核心,是观察大脑中颞区(middle temporal area,又称MT complex,简称MT+)的功能重塑,在视觉正常的人当中,这个脑功能区是专门用于处理运动视觉讯息。这也是目前被研究得最清楚的大脑区域之ㄧ。

举例来说,在一些罕见的情况下,如失去两侧大脑中颞区功能的病人,他们无法在一般视觉场景中感受到动态。例如,如果有人把水倒入一个玻璃杯,他们将只能看到一个好似被冰冻般的固定水柱。

Bedny及其它研究者希望可借此确认,大脑中颞区是否真的可在任何时间进行功能重塑,或是只有在生命之初才行。

研究人员选了三组研究对象:近视、先天失明、和后天失明(9岁或以上)。并使用功能性磁振造影(fMRI),来测试大脑中颞区是否对移动的声音有所回应,例如:接近的脚步声。

“结果很清楚,只有先天失明的人大脑中颞区才对移动声音有反应。”Bedny说。

这些结果表明,在出生后一段时间才失去光明的人,他们在之前所收到的视觉讯息输入,已经让中颞区能发展出基本典型的视觉功能,所以在眼盲后便不能被重新塑造来处理声音讯息。而先天失明者从未收到任何视觉讯息输入,因此该脑区在出生后,就转为用于听觉。

而动物研究也支持这一项理论。例如,猫在出生最早的几个月被蒙住双眼,当眼罩被拿下后仍旧无法看到东西。而在成年时期用眼罩蒙住双眼的类似作法,对视力却没有任何影响。

然而,大脑的功能再塑只有生命的初始期才存在吗?

对此,Bedny说:“近年有迹象指出,这似乎比我们以前想的有更多的回旋余地。许多神经学家现在支持的假说是在某一段时期之前可以对大脑功能重新塑造,虽然困难,但并非不可能。”

Bedny也表示,大脑并非不受后期生活经验影响,只是说越早越容易让大脑功能重塑,同时也越关键。因此,进一步探讨大脑究竟可否重新学习甚至形成改变功能区;以及阐明成人大脑和孩童大脑间在学习上的差异,将是未来研究方向。

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