腦科學家成功跟蹤思想在人腦中的運動(圖)

神經科學家成功跟蹤到思想在人腦中的運動（圖片來源：Adobe stock）

近來隨著「功能性核磁共振腦造影」（簡稱fMRI）的出現，腦神經科學家可以觀察到人們腦袋裡的變化，就像你看恐怖片時，會出現恐懼的感覺，科學家們透過儀器來觀察數值，觀察到大腦不只是一個器官，他直接聯繫你那看不見的「自我」，即心靈，這種關聯在科學界被稱為「心腦關聯」（mind-brain correlation）。

一項以正在接受手術的癲癇患者為對象的研究，給了神經科學家一個機會，讓他們能以前所未有的細節追蹤思想在人腦中的運動，從靈感到反應。

在過去，對「心腦關聯」的事實部分腦神經學家乾脆持反對意見。他們認為「心靈」不能像看到桌子、手機那樣的「明確、具體」地看到情緒、想法、意識等心靈活動，所以很難證明人類的心靈、自我的確存在。而所謂的心靈、自我，他們解釋為「完全等同於大腦的神經活動。」

這項新研究由加州大學伯克利分校的研究人員領導，他們使用一種叫做「皮質電圖」（ECoG）的精確技術記錄了神經元的電活動。這項技術的實施，需要將數百個微小電極直接放置在大腦皮層上，提供比腦電圖更多的空間細節，並提高功能磁共振成像的解析度。

當然，這對普通的健康志願者來說並不適合，但接受癲癇手術患者的大腦活動通過這種方式進行監測，卻可以給研究人員提供了一個絕佳的機會來進行一些有益的測試。

測試中，16位測試對象的每一個人都要完成一系列不同的任務，以適應他們各自的電極排列，同時監測和跟蹤他們的神經活動。參與測試者被要求聽一個刺激並做出反應，或者觀看屏幕上人臉或動物的圖像並被要求執行一個動作。有些任務比其他任務更複雜；例如，一個簡單的動作只涉及重複一個單詞，而一個更複雜的版本是想出它的反義詞。

研究人員監測了電活動的瞬間運動，從一個區域（如與解釋聽覺刺激相關的區域）到前額葉皮質，再到塑造動作所需的區域（如運動皮質）。雖然，這些結果都沒有讓人感到意外，但結果清楚地強調了前額葉皮層在指導活動中的作用。

對於某些任務，它的輸入相當有限。在另一些實驗中，這個區域需要努力工作，管理來自大腦多個部分的信號來協調對單詞的識別，可能會在調動一堆肌肉來輸出答案之前喚起記憶。

加州大學伯克利分校的神經科學家解釋道：「這些非常有選擇性的研究發現，額葉皮層是一個協調者，將事物連接在一起，產生最終的輸出。它就是認知的粘合劑。」

前額葉皮層在整個思維過程中都保持活躍，這與大腦多任務處理區域的預期一致。從一個區域轉移到另一個區域的速度越快，人們對刺激的反應就越快。功能磁共振成像研究經常發現，當任務變得越來越困難時，就會看到大腦中更活躍，尤其是前額葉皮層。在這裡，我們能夠看到，這並不是因為神經元一直在努力工作，而是因為更多的皮質區域正在被喚醒。

真正令人驚訝的是，一些有反應的區域很早就被激活了，通常是在刺激期間，這表明甚至在我們有一個完全的反應之前，我們的大腦就已經讓那些皮質部分做好了行動的準備。神經科學家表示：「這也許就可以解釋，為什麼人們有時會先思考，再表達。」

2018年發表的一項研究結果證實、前額葉皮層作為不同區域之間複雜互動的協調者的作用，將我們的感知與行動聯繫起來，並被認為是「認知的粘合劑」。以往測量信息從一個區域傳遞到另一個區域，主要依賴於諸如腦電圖（EEG）或功能磁共振成像（fMRI）等過程，這些過程雖然是非侵入性的，但提供的解析度並不完美。