你知道科学家有可能欺骗你的大脑,让你以为自己多了一个附属肢体吗?
参与者可能会站在镜子前,将左手放在一个不露出拇指的位置。研究人员同时轻抚左手非拇指侧和拇指侧。几秒钟内,参与者开始感觉自己手上有第二个拇指,位置不对——尽管他们清楚地看到事实并非如此。
“你的大脑会立刻得出结论,认为自己多了一个身体部位,”伦敦大学伯克贝克学院的神经科学家 Denise Cadete 说。“几秒钟内,你就能感觉到一个形状、质地和长度都不同的身体部位。”
奇怪的幻觉手部错觉
在发表于《认知》杂志上的一项研究中,Cadete 和她的博士导师、认知神经科学家 Matthew Longo 进行了一系列错觉实验,以欺骗身体体验到改变了的身体感觉。
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首先,研究人员让参与者将双手放在桌子上,并在双手之间放置一面镜子。然后,他们依次轻抚每根手指,从拇指开始。当研究人员到达参与者的小指时,他们同时轻抚一只手的两部分小指,并轻抚另一只手的一小部分以及小指旁边的一个空位。这创造了一种错觉,让参与者觉得另一只手上多了一根手指。
“几秒钟内,我就可以让你感觉自己多了一根手指,”Cadete 说。
然后他们将这个实验更进一步,增加或缩短一只手旁边空白区域的抚摸长度。参与者随后报告说,这根新的幻觉手指比他们实际的小指更长或更短。
此后,该团队扩展了这些错觉。在另一项实验中,研究人员利用声音来欺骗大脑。他们可能会在某个地方触摸手,但播放录制的声音,模拟触摸手的位置在参与者指尖几英寸之外。这种设置产生了感官错觉,让参与者觉得自己的肢体比实际更长。
“我可以改变你手臂的尺寸,”Cadete 说。
这些错觉是如何起作用的?
这些实验不仅仅是花哨的障眼法。事实上,它们旨在揭示大脑和身体互动的基本方式。
躯体感觉皮层使大脑能够感知身体所触及的事物。顶叶皮层则负责控制身体。它依赖于躯体感觉皮层的信息来创建一张地图,例如,手和手指的位置。
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本质上,研究人员通过触摸身体的不同部位,来欺骗参与者的顶叶皮层,使其对肢体的形状产生误解。
这项研究为何重要?
更好地理解我们大脑确定自我意识的方式,对进一步的研究具有重要意义。虽然大多数四足动物——包括所有四肢着地、陆栖的脊椎动物,如青蛙、乌龟、鹰和人类——有五个或更少的手指,但两栖动物、哺乳动物、鸟类和爬行动物的远古祖先曾经有更多的指(趾)头。
目前尚不清楚我们大脑快速识别新手指的能力是否是进化祖先时期我们拥有更多指(趾)头的遗迹,但Cadete指出这是一个有趣的思考。
这项知识也有实际应用。Cadete表示,截肢者的假肢领域一个重要话题是,大脑将如何适应这些设备。她和Longo的研究可能对替代手或手指的方法产生影响。
“机器人学家们正在做的一件事是,与其试图替换他们失去的肢体,不如在肢体上增加一个额外的身体部分,”她说,并举例说明了一个额外的拇指或钩子。她甚至喜欢推测这可能会如何影响人类在技术更先进的未来,那时非截肢者也会增加附属肢体。
最后,许多截肢者会经历严重的幻肢痛,即感知到已不存在的肢体疼痛。这种情况很难治疗,因为医生无法定位理论上截肢者不应经历的疼痛。未来关于大脑如何识别肢体或手指的研究可能会有所帮助。
“我们在幻肢痛方面的研究还很滞后,”Cadete 谈到。
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