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研究:手勢可以改變腦地圖

李成俊

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【大紀元2014年06月10日訊】(大紀元記者李成俊編譯報導)芭蕾舞演員在雙人舞中抓住同伴的手或在黑夜裏撫摸受傷的小腿時,要如何讓手臂到達正確的位置?這時需要大腦的「地圖」來定位。

人腦充滿了「地圖」:外部環境的視覺地圖 (visual map),及讓人體能與外界環境互動的運動地圖(motor map)。不論是拿著咖啡杯或者是把網球打出去,大腦必須將每一個分解動作協調好,人體才能自由活動。人腦地圖如何運作是一項新興的研究。最新研究表明,無論是抓住對方的手的視覺地圖,或者是撫摸小腿所依靠的身體地圖,大腦力圖製作出這個世界的地圖。

據《神經科學雜誌》(the Journal of Neuroscience)報導,研究團隊利用神經影像學(Neuroimaging),來探測腦如何將知覺的輸入轉換為行動。美國加州大學聖塔芭芭拉分校(University of California, Santa Barbara)一名動態神經科學博士生黛博拉‧芭拉尼(Deborah Barany)與其研究團隊,藉由受試者以不同方向移動腕關節(包括左右、上下)時的磁共振成像(MRI),測量其腦部活動狀況。

芭拉尼認為,在掃瞄儀中嘗試記錄運動的方式,是本次實驗第一個重大的挑戰。為了完成這件事,她在腦波掃瞄中,利用相機記錄右手邊的LED光來追蹤細微的運動。同時,利用不同方向的移動,解析出相對應的腦部特別活動模式。依據過去的研究,他們發現腦部區域包含了空間區域的地圖。其中的頂上小葉(parietal lobule)內含著地點與方位信息;這意味著這個區域會讓轉換過程容易許多。

一個意想不到的結果就是這些與動作相關的地圖,對於手勢有極高的回應。芭拉尼表示:「令人驚訝的是,整個運動過程中都可藉由手勢代表出對應的意涵。這意味著依據手勢而行的腦活動計畫,比先前所知的還要廣。」

該研究團隊心理與腦科學教授斯科特‧格萊弗頓(Scott T. Grafton))指出,即便可以從兩個動作中區分出腦活動的模式,仍然無法知道是否是因為空間關係造成的差異,還是因為肌肉被使用部位所造成的差異。而黛博拉的研究便是利用尖端的解密方式,設法克服此項不確定性。

此項研究能夠解釋曾經因神經損傷的病患在視覺運動轉換上的缺陷。該研究可以為視覺共濟失調(正確觸摸物體的視覺障礙,optic ataxia)與觀念運動性失用症(無法依指令模仿手勢,ideomotor apraxia)患者發展出一個全新的治療方式。

(責任編輯:宋慧)

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