来自 bfa88必发 2017-10-27 15:55 的文章

【论文故事】神经学家的研究,小宝宝为什么爱

  【论文故事】神经学家的研究,小宝宝为什么爱“吃手”?

  小婴儿似乎喜欢“吃”各种东西,无论是乐高积木、肥皂还是蜡笔,宝宝都会抓起它们就往嘴里塞,令大人们头疼不已。最近,新的研究发现,宝宝这种“看见什么吃什么”的行为是与生俱来的,可能具有重要的演化意义。

  为研究手口协同作用的神经基础,法国国家科研中心的安吉拉.西里古(Angela Sirigu)及其同事对大脑皮层上150个控制运动的位点进行了电刺激。他们发现,当在10个特定位点施加刺激时,所有志愿者都会自动把手伸进张开的嘴里。研究者推测,这一连贯动作是与生俱来的,这使得婴儿在运动模仿机制尚未成熟、没有掌握如何进食时也能准确地把食物送进嘴里。研究结果发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上[1]。

  神经生理学的经典理论认为,复杂的运动由不同神经位点上的基本运动结合导致,产生运动的机制是不同位点间电信号的传递[2]。之前人们一直认为,大脑中的不同位点单独控制每一部分的作用——如在手口协同作用中,A位点控制口,B位点控制手,A位点产生的刺激通过电信号的形式传递到B点,引发手的运动,进而完成一整套类似自动进食的动作。然而,在对猴子进行的实验中,有证据表明“自动进食”的神经基础并非不同位点之间电信号的传递,而是在中央前回(PrG,precentral gyrus)作为一个独立的结构单元存在。

  在人类中,独立单元调控复杂动作的机制一直未被阐明。这一次,西里古和同事对26名不同年龄(2岁~60岁)的脑外科手术病人进行了研究。他们首先找到大脑皮层中控制躯体运动的区域,用电极刺激有关位点,并从中筛选出所有引发上肢运动的位点,记录它们的体感诱发电位(SEPs),确定这些特定位点的电位可以满足手口感觉运动的基本要求。最后,研究者再从与上肢刺激有关的位点中,收集所有与口的运动有关的体感诱发电位——按照经典的神经生理学理论,在手口协同作用中,控制手和口的位点的电位会匹配,电信号在环路上传递,形成完整的一套动作。然而结果表明,即便是施加的电刺激强度到最大,也没有发现这类位点。

  与此同时,研究人员发现,有10个特定位点在接受电刺激时,可直接诱发实验参与者的以下动作:嘴逐渐张开,同时通过上肢屈肌收缩肌肉,合上的手向脸的方向运动,好像要送什么东西到嘴里去。以上事实说明,“吃手”的动作并不能被看成很多控制口或上肢运动的单元位点间的信号传递,而是某些位点独立集成控制的复杂运动。

  通过记录实验参与者脑中央前回中的运动诱发及体感诱发的电位,研究者了解到手口复杂协同作用其实出现在同一结构中,他们发现,刺激单独位点即可使合上的手接近张开的嘴,而当手接触到嘴时,一个交联信号会在大脑皮层上整合,进而使上肢产生动作。这些发现拓宽了人们之前在猴子身上的观察结果,提示复杂的神经表征(指交联信号)也存在于口周探索这种简单的动作中。这些表征可能是人类小孩和婴儿在运动机制尚未成熟时,准确通过手口作用协调将食物送进嘴里的神经基础。“而随着年龄增长,手口协同作用也会演变为其他目标导向型的动作,比如进食。”西里古告诉果壳网,像吮吸拇指这种动作可能满足了婴儿减轻压力的需求。

呆萌的“吃手”背后,可能有着重要的演化意义。图片来源:medicalequipshop.com

  事实上,“吃手”行为可能早在我们出生前就形成了。从演化角度看,这可能是一种独特的生存机制,以保证没有运动意识时(比如婴儿或经历过脑损伤的人)也能自己填饱肚子从而活下来。“目前正在寻找其他协同运动的神经基础,如防御动作、操控动作等。”西里古对果壳网说:“由于这些协同运动在猴子中也存在,我们可以推断这些动作是凭借其行为学意义而演化出来的。”

  参考文献

  Desmurget M, Richard N, Harquel S,et al.Neural representations of ethologically relevant hand/mouth synergies in the human precentral gyrus. (2014) Proceedings of the National Academy of Sciences.

   Penfield W, Rasmussen T. The Cerebral Cortex of Man. (1950) MacMillan, New York

  文章题图:shutterstock友情提供

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  网友评论:这是一个宏命令。话说抓什么都往嘴里送真的能在还不具备觅食能力的时候填饱自己吗?大概是亲代把食物准备好的时候可以不用费更多的精力来喂食吧。

  ###网友评论:有点道理,是不是能研究一下婴儿时期大小便失禁对于人类进化的意义?

  ###网友评论:在其它动物中,有同源的区域,刺激后会产生类似行为吗?????用了进击的浏览器 网页从此没广告

  ###网友评论:额 在猴身上的观察结果,有具体的吗?用了进击的浏览器 网页从此没广告

  ###网友评论:这是一个宏命令。话说抓什么都往嘴里送真的能在还不具备觅食能力的时候填饱自己吗?大概是亲代把食物准备好的时候可以不用费更多的精力来喂食吧。

  ###网友评论:还是觉得这种行为在现代社会会造成风险..父母一个照顾不周就不知道噎了啥了..

  ###网友评论:有点道理,是不是能研究一下婴儿时期大小便失禁对于人类进化的意义?

  ###网友评论:电位和穴位是什么关系?

  ###网友评论:可是六个月前的挺舌反射不就是为了防止误食固体食物,而六个月后的吃手行为大多是有意识的吧。

  ###网友评论:预置的指令集?

  ###网友评论:引用@we_cry 的话:在其它动物中,有同源的区域,刺激后会产生类似行为吗?????有,猫爱吮腿

  ###网友评论:这算是为吃货做无罪辩护么?!