神經(jīng)科學(xué)家說(shuō)，我們的大腦實(shí)際上無(wú)法“重新連接”自己

幾十年來(lái)，在研究中反復(fù)顯示，在中風(fēng)、截肢或突然失去視力或聽(tīng)力后，大腦具有非凡的自我連接能力。至少，我們都是這么想的。

現(xiàn)在，寫(xiě)在電子生活兩位神經(jīng)科學(xué)家——塔瑪·馬金（Tamar Makin）和約翰·克拉考爾（John Krakauer）——認(rèn)為，該領(lǐng)域最有影響力的實(shí)驗(yàn)并不能最終證明大腦可以在功能上重組自己。

“我們的大腦具有驚人的自我重組和重組能力，這個(gè)想法很有吸引力。它給了我們希望和迷戀，尤其是當(dāng)我們聽(tīng)到非凡的故事時(shí)。說(shuō)約翰霍普金斯大學(xué)的克拉考爾。

“這個(gè)想法超越了簡(jiǎn)單的適應(yīng)或可塑性——它意味著對(duì)大腦區(qū)域的大規(guī)模重新利用。但是，盡管這些故事很可能是真的，但對(duì)正在發(fā)生的事情的解釋實(shí)際上是錯(cuò)誤的。

在他們看來(lái)，沒(méi)有一項(xiàng)關(guān)鍵研究符合認(rèn)知重組的最嚴(yán)格定義，即通常致力于一種計(jì)算的大腦部分能夠進(jìn)行完全不同類(lèi)型的認(rèn)知，其特征是功能或行為的變化。

“我們得出的結(jié)論是，我們審查的規(guī)范研究都沒(méi)有令人信服地滿(mǎn)足這些標(biāo)準(zhǔn)，”他們寫(xiě).

Makin是劍橋大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)教授，她的研究重點(diǎn)不同能力的成年人（例如假肢患者）的神經(jīng)可塑性極限。

Makin 和 Krakauer 一起——誰(shuí)有興趣在中風(fēng)康復(fù)中——親眼所見(jiàn)在“先天性失明、耳聾、截肢和中風(fēng)等神經(jīng)系統(tǒng)侮辱”之后可以做出的“令人驚訝和令人印象深刻的行為變化”。

一個(gè)明顯的認(rèn)知重新布線(xiàn)的突出例子來(lái)自2000年發(fā)表的新生雪貂研究.

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，來(lái)自雪貂眼睛的神經(jīng)輸入通過(guò)手術(shù)連接大腦的聽(tīng)覺(jué)皮層而不是視覺(jué)皮層。盡管有這種混淆，雪貂還是有一些遠(yuǎn)見(jiàn)后續(xù)研究.聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)元已經(jīng)重組了自己，以執(zhí)行新的功能。

“但這是真正的重組嗎......？”問(wèn)馬金和克拉考爾。在視覺(jué)皮層中完成的處理類(lèi)型可能就像聽(tīng)覺(jué)皮層所做的處理一樣，這意味著這種手術(shù)重新布線(xiàn)并沒(méi)有真正挑戰(zhàn)大腦改變其功能。

如果將相同的輸入傳遞到大腦中負(fù)責(zé)完全不同過(guò)程的部分，例如前額葉皮層，結(jié)果可能不那么令人印象深刻。

當(dāng)研究參與者奇跡般地恢復(fù)了被認(rèn)為因受傷或損傷而喪失的認(rèn)知功能時(shí)，大腦很可能通過(guò)依靠以前存在但非常安靜或未充分利用的神經(jīng)連接或功能來(lái)增加計(jì)算能力，作者認(rèn)為.

例如，當(dāng)即使在連接該特定胡須的神經(jīng)被切斷后，老鼠仍然能夠移動(dòng)胡須，作者很可能總是將相鄰胡須上的神經(jīng)調(diào)到受損的胡須上認(rèn)為.無(wú)需重新布線(xiàn)！

同樣地當(dāng)剛出生的小貓的一只眼睛暫時(shí)縫合時(shí)，這加強(qiáng)了活躍的眼睛，削弱了不可用的眼睛，導(dǎo)致第二只眼睛睜開(kāi)后會(huì)出現(xiàn)一些“非常笨拙的小貓”。

然而，這并不能證明大腦重組。神經(jīng)元很可能一開(kāi)始就對(duì)來(lái)自?xún)芍谎劬Φ妮斎牒苊舾?，?dāng)一只眼睛不可用時(shí)，“增益”就會(huì)增加.

作者說(shuō)，如果看起來(lái)大腦的一部分正在做一些以前從未做過(guò)的事情，那可能只是一種錯(cuò)覺(jué)，因?yàn)槲覀円婚_(kāi)始就不知道大腦有這種額外的能力提出.

研究人員還懷疑大腦是否“接管”了未被使用的神經(jīng)元，并“重新連接”它們以執(zhí)行其他功能。

例如，患有先天性白內(nèi)障的兒童（先天失明）可以在手術(shù)后立即恢復(fù)視力。

“如果視覺(jué)皮層被重新挪用以支持新功能，那么視覺(jué)輸入的恢復(fù)將是徒勞的（或者至少需要實(shí)質(zhì)性的重組逆轉(zhuǎn)），”作者寫(xiě).

“但事實(shí)并非如此。孩子們不僅能夠立即感知到一些視覺(jué)信息，而且表現(xiàn)出對(duì)視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)的敏感性。

雖然大腦的相互聯(lián)系和“模糊”比我們想象的要多，但Makin和Krakauer認(rèn)為，大腦的不同部分注定要執(zhí)行某些功能，即使在早期發(fā)育中，也不可能偏離這種潛在的“架構(gòu)”或“藍(lán)圖”。

“很多時(shí)候，大腦的重新連接能力被描述為'奇跡'——但我們是科學(xué)家，我們不相信魔法，”說(shuō)馬金。

“我們看到的這些驚人行為植根于努力工作、重復(fù)和訓(xùn)練，而不是大腦資源的神奇重新分配。

本文發(fā)表于電子生活.

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