視覺對雙手感知外部世界的再塑造過程



很多人都有騎腳踏車的經驗,他們都是將兩隻手平行放在前面,但你見過兩隻手交叉放在前面騎車的嗎?如果你有興趣嘗試一下的話,你會發現這是不可能的,身體的感知系統會直接與你視覺的回饋產生衝突,從而讓你很快的失去平衡而摔倒。生活的經驗告訴我們,我們掌握騎腳踏車的平衡能力不僅僅需要身體的運動感知系統,還需要視覺的共同作用。Virginie Crollen等人日前在《神經科學期刊》(the journal of neuroscience)發表的一篇研究中詳細的討論了視覺對觸覺感知外部世界的再塑造過程。
在研究中,Virginie Crollen研究團隊使用了功能性核磁共振(functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI)儀器作為研究器材,11位有視力的受試者(sighted participants)和8位先天性失明的受試者(congenitally blinds)作為研究對象,使用了經典的觸覺時間的順序判斷(tactile temporal order judgment, TOJ)作為研究任務,將每組受試者再分為兩組,分別讓他們雙手平行或雙手交叉進行實驗,在實驗過程中,研究者給予受試者雙手以觸覺刺激,刺激間隔在-120毫秒到120毫秒不等(負數代表先在左手刺激,而後在右手刺激,正數反之),並且讓受試者判斷刺激出現的先後順序。行為實驗的結果毫不意外的指出,在有視力的受試者方面,相對於雙手交叉的受試者,雙手平行的受試者在判斷刺激先後順序上有較好的表現;而這一現象在先天失明的受試者表現上並未出現明顯差異。結果表明對於有視力的受試者而言,感知外部世界不僅僅是通過觸覺來實現,視覺同樣扮演重要角色。而在功能性核磁共振實驗數據上表明,在有視力的受試者方面,在雙手交叉時判斷刺激,大腦會有更大的波動,這些效應主要集中在左側頂葉腦回(left superior parietal gyrus)、右側後頂葉皮層(right posterior parietal cortex)、左側楔前葉(left precuneus)等區域,而先天失明的受試者雙手是否交叉在大腦表現上差異不明顯;而交互作用上,有視力的受試者也比先天失明的受試者大腦波動程度更大,不管是雙手是否交叉時。而當心理與生理的功能聯通時,研究發現主要的聯結區域位於左側楔前葉和雙邊頂額葉(bilateral fronto-pariental)的位置。此研究結果不僅證實了視覺對觸覺感知外部信息的再塑造功能,也對相關腦區的研究邁出了一大步。



原始論文:
Crollen, V., Lazzouni, L., Rezk, M., Bellemare, A., Lepore, F., & Collignon, O. (2017). Visual experience shapes the neural networks remapping touch into external space. bioRxiv, 149021.
撰稿人:韓睿

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