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，你的手就已經把咖啡準確無誤地送到了嘴邊。那么，是誰給手下達了指令，讓你端起了咖啡？人們普遍認為是大腦，但最近的研究顯示，事實并非如此。

對科學家來說，這種輕而易舉的行為是很有意思的。早在19世紀，就有眾多科研人員熱衷于該項研究，其中最有名的當屬兩個德國科學家。他們和大多數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簡單粗暴的方法——電擊獼猴的腦袋。

通過電擊獼猴腦袋，科學家了解到運動和大腦之間的確存在聯系。比如，在電擊獼猴運動皮層背側的一小塊區域時，他們看到獼猴的手指輕微地動了;而電擊腹側方向時，獼猴的腿很快抽動了一下，當時就有人驚呼起來：“動了，腿動了，這個位置控制腿！”

那么，這是否可以證明是運動皮層給肌肉下達了命令？答案是，不可以。眾所周知，我們人體大約有639塊肌肉，為了控制這些肌肉，大腦需要儲存2639條控制指令，這可比宇宙原子的總數還多。假設大腦直接給肌肉下達命令，估計你等到天荒地老，也等不來一杯咖啡。這顯然是一個無法完成的任務。

既然無法解決硬核問題，科學家們決定另辟蹊徑。他們轉而關注運動皮層的最基本屬性，希望從中尋找到線索。

在顯微鏡下，科學家們觀察到人的大腦運動皮層上有許多神經元。可以判斷的是，這些神經元跟動作有關聯，可究竟有多少關聯，卻不得而知。

2012年，一個名叫克里希納的科學家觀察到一個奇妙的現象：神經元的活動總是像潮汐一樣發生著周期性變化。他做了大量的實驗，收集了無數個樣本，發現即便物種不同，產生的運動不同，但都能夠保持周期性的變化。因而，運動皮層的歷史狀態會對當前時刻的狀態產生影響。

這太令人振奮了，科學家們為此欣喜若狂，因為這是一個十分重要的推斷。

為了讓所有人都能夠明白這個結論，克里希納十分貼心地運用富有詩意的“蝴蝶效應”來舉例說明。他通過動態系統的演示，為人們展示了運動皮層的工作模式：當你感到口渴，想抓起咖啡杯的時候，大腦根據口渴的意念反饋判斷要伸手去抓，幾乎在瞬間，一個抓杯子喝水的指令就會產生。而這個指令，以雷霆之勢迅速激活了運動皮層，使運動皮層像機械一般不斷演化，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，克里希納總結說，大腦并不直接編碼這些指令，而是通過動態演化產生肢體運動。他還說，了解復雜的運動是如何產生的對于人類健康十分重要，可以用于找到治療神經系統疾病的方法。