信息轟炸不用怕！大腦是靈活“過(guò)濾器”，為你排除不必要的信息

當(dāng)你閱讀這篇文章時(shí)，你皮膚中的觸摸感受器正在感知你的環(huán)境。你的衣服和首飾，你坐的椅子，你使用的電腦鍵盤或移動(dòng)設(shè)備，甚至你的手指在無(wú)意中相互擦拭，每一次觸摸都激活了神經(jīng)細(xì)胞的集合。但是，除非是特別意外的刺激，或需要改變或確定自己的運(yùn)動(dòng)方向，否則你的大腦會(huì)忽略許多無(wú)關(guān)緊要的這些輸入。

如今，索爾克研究所研究了哺乳動(dòng)物大腦的一個(gè)小區(qū)域神經(jīng)元，如何幫助過(guò)濾分散注意力或破壞性的信號(hào)——特別是來(lái)自手的信號(hào)，以協(xié)調(diào)靈巧的運(yùn)動(dòng)。研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，可能對(duì)大腦如何過(guò)濾其他感官信息也有借鑒意義。

協(xié)調(diào)靈巧的動(dòng)作，從扔球到演奏樂(lè)器，都需要來(lái)自雙手的輸入。在一個(gè)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)中，指尖被麻醉、麻木的參與者發(fā)現(xiàn)，拿起和點(diǎn)燃一根火柴都非常困難。研究人員提到，有一種常見(jiàn)的誤解，即大腦發(fā)出信號(hào)，你只需執(zhí)行所產(chǎn)生的動(dòng)作。但實(shí)際上，大腦在不斷地納入關(guān)于你的四肢和手指狀態(tài)的反饋信息，并調(diào)整其輸出以做出回應(yīng)。

如果大腦對(duì)來(lái)自身體的每一個(gè)信號(hào)都做出反應(yīng)，它將很快變得不堪重負(fù)。研究人員在小鼠身上使用了多種工具來(lái)研究腦干中一個(gè)叫做楔形核小區(qū)域內(nèi)的細(xì)胞，該區(qū)域是手部信號(hào)進(jìn)入大腦的第一個(gè)區(qū)域。

研究小組發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域的一組神經(jīng)元，實(shí)際上控制著有多少來(lái)自手的信息，最終會(huì)傳遞到大腦的其他部分。通過(guò)操縱這些電路以允許更多或更少的觸覺(jué)反饋通過(guò)，研究團(tuán)隊(duì)可以影響小鼠如何完成靈巧的任務(wù)——如拉繩或?qū)W習(xí)區(qū)分紋理，以獲得獎(jiǎng)勵(lì)。

楔形核經(jīng)常被稱為中繼站，好像信息只是會(huì)經(jīng)過(guò)它。但事實(shí)證明，感覺(jué)信息實(shí)際上是在這個(gè)結(jié)構(gòu)中被調(diào)制的。研究小組還展示了小鼠大腦皮層的不同部分如何負(fù)責(zé)更復(fù)雜的適應(yīng)性行為，并反過(guò)來(lái)控制楔形的神經(jīng)元，以決定它們過(guò)濾來(lái)自手部的感覺(jué)信息的強(qiáng)度。

研究人員表示，感覺(jué)系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)化到具有非常高的靈敏度，以便對(duì)外部威脅做出最大的保護(hù)性反應(yīng)。但人類自己的行動(dòng)可以激活這些感覺(jué)系統(tǒng)，從而產(chǎn)生反饋信號(hào)，這些信號(hào)可能會(huì)破壞預(yù)期行動(dòng)。

不斷受到來(lái)自世界的信息轟炸，大腦需要有辦法決定哪些信息可以通過(guò)，哪些不可以。這不僅僅是觸覺(jué)反饋，還有視覺(jué)、嗅覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)、溫度和疼痛等。這些發(fā)現(xiàn)不僅能更好地了解神經(jīng)系統(tǒng)如何與世界互動(dòng)，而且還可以指導(dǎo)科學(xué)家如何建造更好的假肢和機(jī)器人，以及如何在疾病或受傷后更有效地修復(fù)神經(jīng)回路。

題為Modulation of tactile feedback for the execution of dexterous movement的相關(guān)研究論文發(fā)表在《科學(xué)》上。

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論文原文：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh1123

標(biāo)簽： 信息 過(guò)濾器 不必要 不必