傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，大腦的運(yùn)動(dòng)功能是以身體部位為中心進(jìn)行組織的：某些區(qū)域負(fù)責(zé)手部，另一些區(qū)域負(fù)責(zé)腳部。然而，一種新的理論正在興起，即大腦可能是根據(jù)“動(dòng)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(tuán)隊(duì)近期對(duì)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(jìn)一步證實(shí)，將對(duì)腦損傷康復(fù)及功能恢復(fù)具有重要意義。

“如果運(yùn)動(dòng)控制在一定程度上是基于‘動(dòng)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(bǔ)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(yàn)證這一點(diǎn)，研究團(tuán)隊(duì)開展了一項(xiàng)獨(dú)特實(shí)驗(yàn)，邀請(qǐng)了先天沒有雙手、但習(xí)慣使用雙腳完成日常和工具性動(dòng)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(duì)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(dòng)作，相應(yīng)的腦區(qū)都會(huì)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(dòng)作本身?！?研究負(fù)責(zé)人之一、Striem-Amit實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的個(gè)體中也會(huì)出現(xiàn)，說明“動(dòng)作類型”可能是運(yùn)動(dòng)功能組織的核心驅(qū)動(dòng)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(fù)責(zé)人、前博士后 Yuqi Liu 博士 指出：“原始運(yùn)動(dòng)皮層（primary motor cortex）仍然嚴(yán)格按照身體部位進(jìn)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(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，這種“超越身體部位、以動(dòng)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(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的部分區(qū)域也可能跨越身體部位來編碼動(dòng)作。”

65歲的研究參與者 Alvin Law 因母親在上世紀(jì)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(duì)他并不合適，但對(duì)因事故或疾病失去肢體的人來說意義重大?！拔疑踔翢o法想象失去肢體的感受，” Law 說，“如果這項(xiàng)研究能推動(dòng)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(xiàn)：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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