文/上海紐約大學(xué) 編輯/清風

▲ 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行區(qū)分。目前，學(xué)界普遍認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。當預(yù)測結(jié)果與實際反饋一致時，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在運動過程中如何生成自主感?！斑\動-感覺轉(zhuǎn)換”這類高階認知功能是上紐大神經(jīng)與認知科學(xué)副教授田興及其團隊的研究重點之一。近日，田副教授帶領(lǐng)的言語、語言與神經(jīng)科學(xué)實驗室（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，進一步推動了人們對該神經(jīng)機制的全面認識。

當我們做出動作時，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)生了運動的想法，但具體的行動計劃尚未形成；在‘編碼’階段，神經(jīng)信號從大腦傳輸?shù)缴眢w，為即將發(fā)生的運動做規(guī)劃和準備；最終，在‘執(zhí)行’階段，身體才會做出動作?！碧锝淌诮榻B道。

以往的研究一般認為，CD在運動編碼階段才會開始發(fā)揮作用。但田副教授的研究團隊根據(jù)理論推導(dǎo)和前期實驗觀察，大膽假設(shè)CD在運動意圖階段就已開始作用。為了驗證這一假設(shè)，研究組設(shè)計了一套新穎的實驗方法——“延遲發(fā)音實驗范式”，在實驗中，受試者會接收到指示，準備進行“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確實在運動的意圖階段就開始發(fā)揮作用。在實驗中，受試者僅有運動意圖，不知道具體要如何運動，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，“這項研究首次實證CD在運動意圖階段的作用，將CD的運作時間節(jié)點大幅度前移，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)揮了各自在實驗設(shè)計與執(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)研究上強強聯(lián)合的資源優(yōu)勢。”