傳統(tǒng)觀點認為，大腦的運動功能是以身體部位為中心進行組織的：某些區(qū)域負責手部，另一些區(qū)域負責腳部。然而，一種新的理論正在興起，即大腦可能是根據(jù)“動作類型”來組織的，例如“伸手”或“使用工具”，而不依賴于具體的身體部位。

喬治城大學(xué)的研究團隊近期對這一問題展開探索。研究成果已發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS），論文題為 《Action-type mapping principles extend beyond evolutionarily-conserved actions, even in people born without hands》。研究人員指出，這一理論若被進一步證實，將對腦損傷康復(fù)及功能恢復(fù)具有重要意義。

“如果運動控制在一定程度上是基于‘動作’而非‘身體部位’，那么大腦或許可以利用這種靈活性來彌補某些肢體缺失帶來的功能損失?！?論文通訊作者、喬治城大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)助理教授 Ella Striem-Amit 博士 表示。

為了驗證這一點，研究團隊開展了一項獨特實驗，邀請了先天沒有雙手、但習(xí)慣使用雙腳完成日常和工具性動作的志愿者參與。通過功能性磁共振成像（fMRI），研究人員發(fā)現(xiàn)：即使志愿者用腳而非手來操作工具，大腦中典型與“手部工具使用”相關(guān)的區(qū)域依舊被激活。這一結(jié)果與對照組一致——無論是用手還是腳，只要執(zhí)行的是“使用工具”的動作，相應(yīng)的腦區(qū)都會活躍。

“我們發(fā)現(xiàn)，大腦某些區(qū)域關(guān)注的不是用什么身體部位，而是動作本身?！?研究負責人之一、Striem-Amit實驗室研究生 Florencia Martinez Addiego 解釋說。這一現(xiàn)象甚至在缺乏典型手部運動經(jīng)驗的個體中也會出現(xiàn)，說明“動作類型”可能是運動功能組織的核心驅(qū)動力。

不過，并非所有腦區(qū)都表現(xiàn)出這種靈活性。另一位共同負責人、前博士后 Yuqi Liu 博士 指出：“原始運動皮層（primary motor cortex）仍然嚴格按照身體部位進行組織。即便是終生用腳代替雙手使用工具的人，這一區(qū)域也沒有發(fā)生重組?！?這提示大腦的某些區(qū)域可塑性有限，而其他區(qū)域則表現(xiàn)出更高的靈活性。

研究團隊強調(diào)，這種“超越身體部位、以動作為中心”的大腦組織模式，與此前在失明和失聰研究中發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)可塑性現(xiàn)象相呼應(yīng)。Striem-Amit 博士總結(jié)道：“大腦的許多區(qū)域可能比我們想象的更具靈活性，尤其是在早期發(fā)育階段。就像感知系統(tǒng)能跨感官處理信息一樣，運動系統(tǒng)的部分區(qū)域也可能跨越身體部位來編碼動作?！?/p>

65歲的研究參與者 Alvin Law 因母親在上世紀50-60年代妊娠期服用反應(yīng)停（thalidomide）而先天沒有雙臂。他自幼便通過雙腳完成生活所需。他表示，雖然義肢對他并不合適，但對因事故或疾病失去肢體的人來說意義重大。“我甚至無法想象失去肢體的感受，” Law 說，“如果這項研究能推動更好的技術(shù)，讓他們恢復(fù)良好的生活質(zhì)量，那將是我的榮幸?！?/p>

參考文獻：Florencia Martinez-Addiego et al, Action-type mapping principles extend beyond evolutionarily conserved actions, even in people born without hands,?Proceedings of the National Academy of Sciences?(2025).?DOI: 10.1073/pnas.2503188122

編輯：王洪

排版：李麗

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