人們?nèi)绾沃馈拔业纳眢w受我控制”？新研究推進(jìn)對“自主感”的認(rèn)識

文/上海紐約大學(xué) 編輯/清風(fēng)

▲ 受試者聽到不同聲音（音節(jié)、咳嗽和純音）時的腦電圖

你是否曾在機(jī)場或大型商場使用過“自動人行道”？站在上面無需行走，就能利用傳送帶向前移動。盡管“搭乘步道”和“自主行走”都能讓我們的身體向前移動，但大腦能夠區(qū)分自主行為和受外界刺激產(chǎn)生的運(yùn)動。這種感覺稱為“自主感”，意味著我們能夠控制自己的身體并將這種自主行為與外界進(jìn)行區(qū)分。目前，學(xué)界普遍認(rèn)為自主感在一種名為“corollary discharge”（簡稱CD，目前corollary discharge暫無統(tǒng)一中文譯名，常見譯法為“感知副本”）的神經(jīng)信號作用下產(chǎn)生。CD信號可以幫助大腦預(yù)測身體動作的感覺反饋。當(dāng)預(yù)測結(jié)果與實(shí)際反饋一致時，自主感就會形成。擁有自主感可以幫助我們更好地理解自身與外界之間的互動。

近150年來，神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域一直在探索CD的功能，但尚未完全明確CD在運(yùn)動過程中如何生成自主感?！斑\(yùn)動-感覺轉(zhuǎn)換”這類高階認(rèn)知功能是上紐大神經(jīng)與認(rèn)知科學(xué)副教授田興及其團(tuán)隊(duì)的研究重點(diǎn)之一。近日，田副教授帶領(lǐng)的言語、語言與神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室（Speech,Language and Neuroscience Group,SLANG）成員們于知名期刊eNeuro上發(fā)表新論文，揭示出CD在運(yùn)動過程的初始階段所發(fā)揮的一般性功能，在加深理解的同時，進(jìn)一步推動了人們對該神經(jīng)機(jī)制的全面認(rèn)識。

當(dāng)我們做出動作時，大腦會經(jīng)歷一系列的過程，包括意圖、編碼和執(zhí)行?！霸谧畛醯膭幼鳌鈭D’階段，大腦產(chǎn)生了運(yùn)動的想法，但具體的行動計(jì)劃尚未形成；在‘編碼’階段，神經(jīng)信號從大腦傳輸?shù)缴眢w，為即將發(fā)生的運(yùn)動做規(guī)劃和準(zhǔn)備；最終，在‘執(zhí)行’階段，身體才會做出動作?！碧锝淌诮榻B道。

以往的研究一般認(rèn)為，CD在運(yùn)動編碼階段才會開始發(fā)揮作用。但田副教授的研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)理論推導(dǎo)和前期實(shí)驗(yàn)觀察，大膽假設(shè)CD在運(yùn)動意圖階段就已開始作用。為了驗(yàn)證這一假設(shè)，研究組設(shè)計(jì)了一套新穎的實(shí)驗(yàn)方法——“延遲發(fā)音實(shí)驗(yàn)范式”，在實(shí)驗(yàn)中，受試者會接收到指示，準(zhǔn)備進(jìn)行“說話”這個動作，但不知道自己即將要說的內(nèi)容。使用這種方法，研究人員可以將受試者的運(yùn)動過程控制在“意圖”階段。

通過使用腦電圖技術(shù)（EEG）記錄受試者的大腦活動，研究人員發(fā)現(xiàn)CD確實(shí)在運(yùn)動的意圖階段就開始發(fā)揮作用。在實(shí)驗(yàn)中，受試者僅有運(yùn)動意圖，不知道具體要如何運(yùn)動，但對聲音的神經(jīng)反應(yīng)，尤其是針對人類所能發(fā)出的聲音，受到明顯抑制。田副教授表示，“這項(xiàng)研究首次實(shí)證CD在運(yùn)動意圖階段的作用，將CD的運(yùn)作時間節(jié)點(diǎn)大幅度前移，完整地分析了自主感的生成過程。這些發(fā)現(xiàn)或?qū)⒂兄诶斫馀c自主感相關(guān)的大腦功能缺失，如精神分裂癥患者出現(xiàn)的幻覺，進(jìn)而推動該類疾病的診斷和治療方法的發(fā)展?！?/p>

本文第一作者鄭曉丹是華東師范大學(xué)-上海紐約大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)研究生專項(xiàng)心理學(xué)三年級碩士研究生，第二作者朱昊是田教授指導(dǎo)的上紐大神經(jīng)科學(xué)博士四年級學(xué)生。田副教授表示，“研究中，鄭曉丹和朱昊充分結(jié)合并發(fā)揮了各自在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與執(zhí)行以及數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢。本次研究也充分展現(xiàn)了上紐大和華師大在學(xué)術(shù)研究上強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的資源優(yōu)勢?！?/p>