原標題：觸覺和運動神經元能對視覺信號起反應
科技日報訊 據物理學家組織網近日報導，美國杜克醫學院的科學家通過動物實驗發現，大腦的觸覺和運動神經元除了能感知接觸、控制運動以外，還能對視覺信號起反應。這一發現不僅解釋了「橡膠手錯覺」，幫人們理解不同腦區共同形成身體圖式的機制，還有助於開發與癱瘓病人體覺和運動神經線路完全融和的神經假肢。相關論文發表於美國《國家科學院學報》上。
早期研究表明，大腦對自己的身體有一個立體的內部圖像，通過接收來自皮膚、關節、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。這一動態過程形成了大腦對身體的內部影像，也叫身體圖式。一個例子就是「橡膠手錯覺」，即當人們感到自己的手被觸摸，同時又看到一隻假手被觸摸時，他會感覺這隻假手是自己的。
為了解釋這種「橡膠手錯覺」，研究人員設計了一種實驗，集中研究猴子的體覺和運動皮層的腦活動。他們讓兩隻猴子看計算機屏幕上的一條猴子手臂，並用一個虛擬的球去碰觸計算機中猴子手臂，同時也用東西去碰這兩隻猴子的手臂。
當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，它們的體覺和運動皮層區的神經元開始對被碰觸的虛擬手臂起反應。對虛擬觸覺的反應發生在它們被實際碰觸之後的50到70毫秒，而在此時間內，負責處理視覺信息的腦區正在跟體覺和運動皮層區形成路徑連接。
這證明了體覺和運動皮層神經元能對視覺刺激起反應，表明在靈長類動物腦皮層中，能通過一種高分布的動態過程，發生功能交叉處理。論文高級作者、杜克大學醫學院神經生物學教授米格爾·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，這和目前神經科學教科書上的理論相悖。這一發現支持了我們的觀點，關聯某項功能的腦皮層並非嚴格局限於某個腦區內。腦皮層區能同時處理多種信息流，而不是我們以前認為的單獨處理。」
這一發現也暗示著，癱瘓病人在使用神經假肢時，他們的大腦可能接受這個假肢作為自己身體的一部分，這會對未來設計由腦機接口控制的神經假肢設備產生重要影響。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動神經線路結合在一起的神經假肢，恢復他們的運動和體覺功能。
尼科萊利斯說：「當我們很熟練地使用工具，如小提琴、網球拍、滑鼠或假肢時，大腦就可能改變了我們對於自體的內部形象，將這工具與自體結合作為我們自己的外延。」
（常麗君）
(來源:科技日報)