東北大學研究生院資訊科學研究科的松宮一道教授研究發現,自大約1個世紀以來人們一直認爲腦中只存在一個的「心(大腦)中的身體」並非只有一個,而是多個。松宮教授開研究發出了利用虛擬實境(VR)技術測量「大腦中的身體」的方法。透過調查受試者如何用左手或眼睛感知右手的實驗顯示,左手感知的右手與眼睛感知的右手是不同的。該成果有望糾正人們長期以來相信的身體概念,同時還有助於開發新的可提高復健訓練效果的運動失功能診斷技術。相關内容已發佈在國際科學期刊《PNAS》的1月25日號上。
用眼睛和左手同時指向感覺到的右手的位置發現,眼睛和左手指向的位置不同。(供圖:東北大學 松宮一道)
日本是世界上老齡化最嚴重的國家,正在進入超老齡化社會,年齡增長帶來的運動失功能和腦中風等引起的運動麻痹患者增加已經成爲社會問題。運動麻痹患者被認爲「頭腦中的身體」與實際的物理可用能身體出現了分歧。一般來說,運動麻痹患者透過復健訓練會出現一定程度的恢復,但存在迴歸社會後運動功能會再次下降的課題。這可能是因爲目前的復健訓練沒有考慮「大腦中的身體」的復健。另一方面,由於「大腦中的身體」異常是患者的主觀印象,所以很難掌握病狀。
於是,松宮教授此次利用VR技術開發了測量做多種動作時的「大腦中的身體」的方法。12名健康的20多歲大學生作爲受試者參加了此次實驗。受試者戴上帶視線測量儀的頭戴顯示裝置,將右手放在帶位置感測器的透明板下方,在看不見右手的狀態下,用眼睛和左手食指同時指出心中感覺到的右手指尖和關節的位置。透過描繪所指位置,將每個動作的「心中感覺到的右手形狀」進行視覺化並進行了測量。
迄今爲止,這種「大腦中的身體」測量一直針對單一動作進行,而此次再現並測量了人在日常生活中普遍同時執行的多個動作的狀態。
結果顯示,雖然眼睛和左手想指向同一個方位,但實際位置卻不同,呈現出不同的右手形狀。二者都對實際的右手進行了壓縮,例如手指長度被眼睛壓縮了約15%,被左手壓縮了約30%。這表明,至少眼睛和左手在大腦中是被分別作爲獨立的「大腦中的身體」來表現的。有可能每個部位(運動效應器)在大腦中都有獨立的「大腦中的身體」。
「大腦中的身體」這個概念是1911年首次提出的,但此前一直認爲大腦中僅存在一個身體,針對所有運動通用的。而此次的研究結果表明,「大腦中的身體」因運動效應器而異,存在多個,這被認爲是顛覆了以往的概念。
目前的復健訓練沒有考慮「大腦中的身體」,而是根據理療師的經驗實施。如果能將運動失功能患者「大腦中的身體」的異常視覺化並將其反映到復健訓練中,有望實施有效的冶癒。
原文:《科學新聞》
翻譯編輯:JST客觀日本編輯部