誰讓你端起了咖啡

劉淑芳

你的面前擺放著一杯咖啡，想喝的念頭剛冒出來，你的手就已經(jīng)把咖啡準(zhǔn)確無誤地送到了嘴邊。那么，是誰給手下達(dá)了指令，讓你端起了咖啡？人們普遍認(rèn)為是大腦，但最近的研究顯示，事實(shí)并非如此。

對科學(xué)家來說，這種輕而易舉的行為是很有意思的。早在19世紀(jì)，就有眾多科研人員熱衷于該項(xiàng)研究，其中最有名的當(dāng)屬兩個(gè)德國科學(xué)家。他們和大多數(shù)人一樣嘗試了非常多的辦法，都以失敗告終，最后不得不采取一個(gè)簡單粗暴的方法——電擊獼猴的腦袋。

通過電擊獼猴腦袋，科學(xué)家了解到運(yùn)動(dòng)和大腦之間的確存在聯(lián)系。比如，在電擊獼猴運(yùn)動(dòng)皮層背側(cè)的一小塊區(qū)域時(shí)，他們看到獼猴的手指輕微地動(dòng)了;而電擊腹側(cè)方向時(shí)，獼猴的腿很快抽動(dòng)了一下，當(dāng)時(shí)就有人驚呼起來：“動(dòng)了，腿動(dòng)了，這個(gè)位置控制腿！”

那么，這是否可以證明是運(yùn)動(dòng)皮層給肌肉下達(dá)了命令？答案是，不可以。眾所周知，我們?nèi)梭w大約有639塊肌肉，為了控制這些肌肉，大腦需要儲(chǔ)存2639條控制指令，這可比宇宙原子的總數(shù)還多。假設(shè)大腦直接給肌肉下達(dá)命令，估計(jì)你等到天荒地老，也等不來一杯咖啡。這顯然是一個(gè)無法完成的任務(wù)。

既然無法解決硬核問題，科學(xué)家們決定另辟蹊徑。他們轉(zhuǎn)而關(guān)注運(yùn)動(dòng)皮層的最基本屬性，希望從中尋找到線索。

在顯微鏡下，科學(xué)家們觀察到人的大腦運(yùn)動(dòng)皮層上有許多神經(jīng)元?？梢耘袛嗟氖?，這些神經(jīng)元跟動(dòng)作有關(guān)聯(lián)，可究竟有多少關(guān)聯(lián)，卻不得而知。

2012年，一個(gè)名叫克里希納的科學(xué)家觀察到一個(gè)奇妙的現(xiàn)象：神經(jīng)元的活動(dòng)總是像潮汐一樣發(fā)生著周期性變化。他做了大量的實(shí)驗(yàn)，收集了無數(shù)個(gè)樣本，發(fā)現(xiàn)即便物種不同，產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)不同，但都能夠保持周期性的變化。因而，運(yùn)動(dòng)皮層的歷史狀態(tài)會(huì)對當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)產(chǎn)生影響。

這太令人振奮了，科學(xué)家們?yōu)榇诵老踩艨?，因?yàn)檫@是一個(gè)十分重要的推斷。

為了讓所有人都能夠明白這個(gè)結(jié)論，克里希納十分貼心地運(yùn)用富有詩意的“蝴蝶效應(yīng)”來舉例說明。他通過動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的演示，為人們展示了運(yùn)動(dòng)皮層的工作模式：當(dāng)你感到口渴，想抓起咖啡杯的時(shí)候，大腦根據(jù)口渴的意念反饋判斷要伸手去抓，幾乎在瞬間，一個(gè)抓杯子喝水的指令就會(huì)產(chǎn)生。而這個(gè)指令，以雷霆之勢迅速激活了運(yùn)動(dòng)皮層，使運(yùn)動(dòng)皮層像機(jī)械一般不斷演化，輸出生成的指令來控制手部肌肉。于是，你如愿地喝到了美味的咖啡。

最后，克里希納總結(jié)說，大腦并不直接編碼這些指令，而是通過動(dòng)態(tài)演化產(chǎn)生肢體運(yùn)動(dòng)。他還說，了解復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)是如何產(chǎn)生的對于人類健康十分重要，可以用于找到治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的方法。