PNAS:伸手背后的脑部竞争

2010-09-29 00:00 · Conrad

当人们需要拿电话、按按钮或端咖啡时,会下意识选择伸出左手或右手。 美国加利福尼亚大学伯克利分校科学家实验发现,大脑内部存在一种竞争机制,从而决定人抓取一件物品时,伸出左手还是右手。 研究报告由最新一期美国《国家科学院院刊》(PNAS)发表。 猜想 使用左手或右手一般受个人

当人们需要拿电话、按按钮或端咖啡时,会下意识选择伸出左手或右手。

美国加利福尼亚大学伯克利分校科学家实验发现,大脑内部存在一种竞争机制,从而决定人抓取一件物品时,伸出左手还是右手。

研究报告由最新一期美国《国家科学院院刊》(PNAS)发表。

猜想

使用左手或右手一般受个人习惯和目标物所处位置的影响,但是科学家并不清楚大脑如何决定伸出哪只手。

路透社9月27日援引研究带头人弗拉维奥奥利韦拉(Flavio Oliveira)的话报道:“人们每天要做很多这样的选择。我们想研究大脑如何处理这些信息,大脑哪些部位参与其中。”

一种名为“异手症”的神经紊乱症引起研究人员注意。“患者伸出一只手抓取物品时,另一只手跟着伸出,”奥利韦拉说,“这说明大脑可能存在内部竞争机制。”

奥利韦拉说:“对健康人而言,一只手成功伸出,另一只手选择不动。但在异手症患者脑内,这样的活动不存在。”

由此,研究人员猜想,人的大脑内部存在一种竞争机制,从而决定使用左手或者右手。

验证

为验证这一猜想,研究人员招募33名习惯使用右手的志愿者。按照要求,志愿者用最快速度分别抓取置于不同位置的物品。

当目标物放置于桌面中间时,受试者更倾向于使用右手抓取。但在这一情形下,他们花费更长时间思考伸出哪只手。当物品放在桌面左边或右边时,受试者思考时间相对较短。

研究人员利用磁脉冲刺激受试者左部大脑皮层。这一部位控制右侧身体移动。在磁脉冲刺激下,受试者左手使用率高于接受刺激前。当目标物品置于中间时,受试者使用左手抓取的几率比接受刺激前高14%。

然而当刺激部位换成右部大脑皮层时,磁脉冲对大脑选择左右手影响并不明显。

“在这个实验中,右手处于劣势,所以左手更有机会在竞争中胜出,”奥利韦拉说,“这一发现证明大脑中存在竞争机制。”

前景

使用左手还是右手,对健康人而言是最简单的抉择,对中风病人、帕金森氏症患者和异手症患者而言却是一个难题。研究人员希望这一发现帮助这些患者恢复健康。

奥利韦拉发现,中风病人即使恢复健康,仍倾向于使用未受病患影响的肢体。他说:“更多理解大脑如何决定使用右手还是左手,我们就有可能开发更好的康复方法,帮助这些患者恢复健康。”

美国麻省理工学院研究人员今年年初开展类似实验发现,强磁场影响人脑活动并改变人的道德判断。

这项研究结果表明,人做出是非判断并不单纯取决于成长经历、宗教信仰或人生哲学,还受脑部活动影响。

 

推荐英文摘要:

PNAS doi: 10.1073/pnas.1006223107

Transcranial magnetic stimulation of posterior parietal cortex affects decisions of hand choice

Flavio T. P. Oliveiraa,b,1, J?rn Diedrichsenc, Timothy Verstynend,e, Julie Duquef, and Richard B. Ivrya,b

aDepartment of Psychology and

bHelen Wills Neuroscience Institute, University of California, Berkeley, CA 94720;

cInstitute of Cognitive Neuroscience, University College London, London WC1N 3AR, United Kingdom;

dCenter for the Neural Basis of Cognition and

eLearning Research and Development Center, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA 15260; and

fInstitute of Neuroscience, Université Catholique de Louvain, B-1200 Brussels, Belgium

Deciding which hand to use for an action is one of the most frequent decisions people make in everyday behavior. Using a speeded reaching task, we provide evidence that hand choice entails a competitive decision process between simultaneously activated action plans for each hand. We then show that single-pulse transcranial magnetic stimulation to the left posterior parietal cortex biases this competitive process, leading to an increase in ipsilateral, left hand reaches. Stimulation of the right posterior parietal cortex did not alter hand choice, suggesting a hemispheric asymmetry in the representations of reach plans. These results are unique in providing causal evidence that the posterior parietal cortex is involved in decisions of hand choice.

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